Российские психофизиологические эксперименты на борту МКС

Введение

Институт медико-биологических проблем (ИМБП) основан в 1963 г. по инициативе С.П. Королева. Основной целью института было проведение наземных и бортовых исследований здоровья и работоспособности человека в экстремальных условиях продолжительных космических полетов, а также медицинское обеспечение советских космических экипажей. Поддержание здоровья и работоспособности российских космонавтов остается первоочередной задачей ИМБП.

Психодиагностика в системе медицинского обеспечения пилотируемых космических полетов направлена на выявление различных форм адаптивного поведения людей в экстремальных условиях жизни и работы. Она представляет собой синтез оценок профессиональной деятельности, проводимых совместно врачами и психологами. В космическом полете, в отличие от клинических условий, экспертная оценка и диагностика проводятся на основе удаленного наблюдения (без прямого контакта), при дефиците диагностических данных и невозможности в некоторых случаях провести необходимые дополнительные исследования. В рамках космического полета врачам и психологам, выполняющим роль дальних наблюдателей (а не ближайших помощников), приходится иметь дело со здоровыми людьми, прошедшими тщательный медицинский отбор и не склонными к жалобам. Более того, поскольку космонавты имеют высокую мотивацию принять участие в следующем полете, они, вероятно, будут отрицать наличие каких-либо проблем со здоровьем или психологических проблем, от обнаружения которых их карьера может пострадать. С одной стороны, такая стратегия позволяет сохранять уверенность в себе, работоспособность и помогает справляться с программой полета. С другой стороны, это приводит к отрицанию реально существующих медицинских и психологических проблем. Таким образом, классические опросники дают так называемый «социально желательный» результат, означающий: «У нас все в порядке», что обеспечивает образ супергероя, способного переносить любые невзгоды. Поэтому диагностические решения во время полета зачастую приходится принимать на основе недостаточной информации. В качестве альтернативы «классическим» методам, не дающим достоверных для нашей выборки результатов, должны быть разработаны новые подходы к медико-психологической диагностике.

Исследования, проведенные во время полетов на космической станции «Мир», показали, что различные параметры речевой деятельности (продолжительность сеанса связи, семантика, тематическое разнообразие речи, эмоциональная выразительность голосовых сообщений и др.) являются относительно стабильными показателями индивидуального речевого поведения космонавта (Мясников и др., 2001). Методические основания этого подхода были заложены еще в 1970-х годах (там же). До недавнего времени такой анализ был описательной процедурой, выполняемой специально обученными специалистами с медицинским образованием. Специалисты, анализирующие переговоры экипажа с Центром управления полетами (ЦУП), на основании своих экспертных заключений должны ежедневно составлять перечень индивидуальных и групповых показателей психоневрологического статуса членов экипажа (Орбитальная станция «Мир», 2001, 2002). Мясников и Замалетдинов (1997) выделили четырнадцать индивидуальных и пять групповых показателей, используемых при динамической оценке экспертом-психоневрологом ЦУП психологического состояния космонавтов. Основным преимуществом использования связи «экипаж — ЦУП» для оценки психологического статуса космонавтов является ее «неинвазивность», поскольку связь «борт — Земля» — обычная процедура в космическом полете. Основным недостатком методики является ее незащищенность от субъективных оценок специалистов. Таким образом, в методике сделан важный шаг от описательности, но «проблема эксперта» решена не полностью. К началу 2000-х годов назрела методологическая необходимость перейти от классического психо-клинического подхода к изучению реальной деятельности космонавта.

1. Космический эксперимент «Контент»

Один из немногих видов деятельности, доступных для ежедневного неинвазивного анализа, — это общение, ежедневные рутинные переговоры космонавтов с ЦУП. Б.Ф. Ломов указывал, что «общение является основной сферой проявления специфических человеческих эмоций и вообще психических состояний, необходимым условием формирования психических свойств личности, ее сознания и самосознания» (Ломов, 1981). С 2000 до 2015 г. мы провели серию пилотных контент-анализов переговоров экипажей в долговременном изоляционных экспериментах SFINCSS-99, Марс-500 и в трех экспедициях МКС с целью поисков в речи индикаторов стресса и утомления. Проведенная работа показала, что наиболее информативными показателями, коррелирующими с валидизированными методиками (Kanas et al., 2008) и событиями полета, является комплекс категорий, отражающий как операциональные аспекты деятельности, так и копинг-стратегии, применяемые космонавтами в общении с ЦУП. Наш взгляд на анализ копинг-стратегий основан на теории преодоления стресса Лазаруса и Фолкман. Согласно этой теории, в стрессовых условиях в результате мобилизации человеческих ресурсов вырабатываются различные стратегии приспособления / выживания, которые люди используют в целях адаптации к трудным рабочим ситуациям для достижения необходимых результатов в работе и/или для сохранения эмоциональной стабильности. Ситуацию космического полета с его ограниченными инструментальными ресурсами, рисками для жизни и здоровья, высокой социальной ответственностью за выполняемую деятельность можно отнести к категории предъявляющих чрезмерные требования, превышающие ресурсы среднестатистического человека. В космической психологии П. Зюдфельд стал пионером в изучении стратегий выживания, опираясь на эту теорию при анализе дневников и интервью космонавтов (Suedfeld et al., 2015). Мы предположили, что признаки совладающих стратегий при общении экипажа с Землей могут подтверждать появление стресса, вызванного нехваткой инструментальных и психологических ресурсов во время полета, и характеризовать эффективность («хороший или плохой контакт») обмена информацией между экипажем и ЦУП. Этот подход к контент-анализу параллельно обсуждался и тестировался в экспериментах по моделированию космических полетов, проводившихся в Канаде (Suedfeld et al., 2015), США (Stuster, 2010) и России с точки зрения разных методических оснований начиная с 1970-х годов.

Пилотное исследование Кэнаса и Юсуповой (2008), проведенное в 2003–2007 гг., подтвердило принципиальную возможность и валидность мониторинга изменений психологического состояния космонавтов на основе контент-анализа общения экипажа.

1.1. Методика космического эксперимента «Контент»

Целью космического эксперимента «Контент» является отработка в практике обеспечения космических полетов нового подхода к дистанционному мониторингу психофизиологического статуса, внутригруппового и межгруппового взаимодействия (экипаж — ЦУП), а также эффективности обмена данными между экипажем и ЦУП. Эта цель была поставлена из-за ряда негативных мнений относительно общения с ЦУП во время космических полетов, которые высказывались в частных беседах американскими астронавтами и российскими космонавтами (Мясников, Шапошников, Замалетдинов, 2001).

Для оценки воспроизводимости методологии контент-анализа было проведено исследование согласованности мнений четырех независимых экспертов. Они оценили месячный набор данных, содержащий стенограммы переговоров между российским сегментом экипажа МКС и ЦУП. Мнения каждого эксперта по 15 категориям контент-анализа сравнивались с мнением группы (трех других экспертов) с использованием корреляционного анализа. Для выявления наиболее информативных категорий контент-анализа использовался факторный анализ. По результатам исследования воспроизводимость метода была признана достаточной для его дальнейшего использования (Юсупова и др., 2018).

Основной эксперимент начался в апреле 2015 г. В таблице 1 представлен список категорий анализа, включая копинг-стратегии, фиксировавшихся в общении российских экипажей с ЦУП в течение первых трех лет эксперимента «Контент». Согласно представлениям Ломова (1981) о функциях общения, он разделен на три группы (обмен информацией, социальное регулирование и выражение эмоций).

Участниками космического эксперимента «Контент» (N = 15) за первые три года эксперимента были российские космонавты из экспедиций на МКС 43/44–54/55. Все испытуемые подписали информированное согласие на участие в эксперименте.

1.2. Результаты космического эксперимента «Контент»

На первом этапе анализа данных категории контент-анализа по всем испытуемым (N = 15) были кластеризованы (рисунок 1).

Первый кластер включает категории, в основном отражающие обмен информацией (см. нижний кластер на рисунке 1), а также подчинение (социорегулирующая функция) и поддержку (аффективная или аффилиативная функция). Высказывания космонавтов, несущие информационную функцию, преобладают над всем остальным содержанием общения экипажа с ЦУП. Это существенно отличается от данных, полученных в модельных исследованиях (Gushin et al., 2016), где информационная функция общения была менее выражена. Экипажи модельных экспериментов, особенно после периода адаптации к условиям изоляции, в своем общении с группой поддержки были более склонны к высказываниям, относящимся к социальному регулированию (уход от ответственности, конфронтация). Это различие, вероятно, связано с разницей в требованиях к рабочей среде (реального и моделированного космического полета), профессиональной готовности и мотивации экипажей. Безусловно, условия настоящего космического полета, сопряженные с риском для жизни и здоровья и высокой ответственностью, требуют гораздо большей самодисциплины, а также ежедневного профессионального обсуждения вопросов объективно сложной полетной программы.

Второй кластер в основном состоит из категорий, связанных с копинг-стратегиями (эффективными и неэффективными). Если подчинение и поиск поддержки, содержащиеся в первом факторе, кажутся естественной частью рутинного общения экипажа, отражающей командные и консультационные функции ЦУП, то другие наблюдаемые копинг-стратегии, такие как конфронтация, недоверие, избегание и негативные эмоции, могут служить ранними предвестниками стресса, испытываемого в полете (Lazarus, Folkman, 1984; Suedfeld et al., 2015). Мы полагаем, что за их появлением должны последовать изменения структуры индивидуальной психологической поддержки.

Поскольку одной из задач эксперимента является наблюдение за динамическими изменениями психологического состояния членов экипажа на различных этапах длительного космического полета, мы также искали признаки психологических феноменов, типичных для разных ситуаций профессиональной долговременной изоляции. В исследованиях полярных зимовок были описаны негативные эффекты так называемого «феномена третьей четверти»: развитие субдепрессивных и депрессивных состояний, снижение работоспособности, настроения и мотивации в третьей четверти экспедиции (Bechtel, Berning, 1991). Однако Н. Кэнас, по данным опросника POMS, не обнаружил изменений настроения в течение третьей четверти космических полетов (Kanas, 2015). О. Козеренко (2001) выявила четыре стадии психологической адаптации в длительных космических полетах. Острый период адаптации (первый месяц экспедиции) и четвертая четверть (напряженный период подготовки к посадке), по данным О. Козеренко, являются для космических экипажей наиболее стрессогенными.

Анализ данных космического эксперимента «Контент» подтвердил концепцию О. Козеренко о напряженности заключительной части полета (последние 30–45 суток), считающейся критически сложной для экипажа (Козеренко, Следь, Мирзаджанов, 2001). У всех членов экипажа отмечено увеличение общего объема общения, связанное с интенсификацией активности перед спуском. Решение проблем этого периода полета привело к значительному росту категорий, отражающих планирование рабочего процесса (точность линейной аппроксимации R² = 0,983). В то же время увеличилось количество категорий, связанных с претензиями (требования / просьбы) экипажа к ЦУП (R² = 0,923) и желанием избегать ответственности за возникающие проблемы (R² = 0,934). Преодоление этого стрессового периода было связано с возрастанием юмора в вербальных реакциях на проблемные ситуации (R² = 0,947).

Однако среди полученных результатов проявления «феномена третьей четверти» были обнаружены в особенно длительной (до 340 дней) экспедиции на МКС 43–46. Подобно полярным зимовкам (Bechtel, Berning, 1991), было обнаружено общее увеличение количества проявлений копинг-стратегий при общении с экипажем (рисунок 2).

Эффективные копинг-стратегии в речи были связаны с увеличением числа высказываний категорий инициатива и планирование (R² = 0,935), а также принятие ответственности (R² = 0,822). Мы также обнаружили увеличение количества высказываний, связанных с использованием времени (R² = 0,881), указывающих на временной дефицит. Мы полагаем, что это обусловлено желанием космонавтов лучше планировать свою деятельность, активно предлагая ЦУП более эффективные способы управления временем экипажа. В некоторых случаях неэффективное, с точки зрения космонавтов, планирование рабочего графика ЦУПом приводило к росту эмоционально негативных контрпредложений (конфронтация, R² = 0,837) вместе с избеганием ответственности, недоверием и отрицательными эмоциями.

Как показали предыдущие исследования, хорошо обученный и опытный экипаж стремится получить больше доверия, независимости и автономии, но это не всегда поддерживается ЦУП (Kanas et al., 2008; Kanas, 2015; Stuster, 2010). В экспедициях МКС-43–56 это приводило к выплескам негативных эмоций в общении с ЦУП («эмоциональный перенос», по Кэнасу (Kanas, 2015). Эти данные подтверждают результаты космических экспериментов США, таких как «Journals» Дж. Стастера и «Reaction self-test» Д. Динжеса и М. Баснера, в которых были получены аналогичные результаты (Basner et al., 2014; Stuster, 2010). Таким образом, эксперимент «Контент» позволил нам выделить третью и четвертую четверти космического полета как наиболее проблемные (в соответствии с продолжительностью полета).

1.3. Текущие выводы по космическому эксперименту «Контент»

Анализ данных за первые три года бортового эксперимента «Контент» позволил выявить несколько наиболее ярких феноменов:

1. В проблемных ситуациях в полете члены экипажа, успешно выполняющие операции по программе полета, используют больше копинг-стратегий при общении с ЦУП. Однако эти стратегии могут быть более или менее эффективными, учитывая их влияние на решение проблем, снижение эмоционального стресса и обмен данными с ЦУП. По большей части общение с экипажами было эффективным с преобладанием утверждений, относящихся к информированию, требованиям / просьбам, инициативе, планированию, использованию времени.

2. Период «финального порыва» (последний месяц перед посадкой) — самый сложный полетный период для космонавтов, существенно влияющий на структуру их общения с наземными службами. Тенденция к проявлению «феномена третьей четверти» была отмечена в связи экипажа с ЦУП в космическом полете с увеличенной продолжительностью (более шести месяцев). В проблемные периоды увеличивается общий объем общения экипажа, а также растет количество высказываний, связанных с социальным регулированием (конфронтация, избегание ответственности, недоверие) и аффективными (отрицательные эмоции) функциями общения.

3. Явление «эмоционального переноса» для критических периодов полета подтвердилось: в космическом эксперименте «Контент» мы получили данные, аналогичные результатам Н. Канаса и Дж. Стастера.

Полученные результаты о коммуникативном поведении экипажей на критических этапах космического полета имеют практическое применение для психологического наблюдения и сопровождения экипажа.

2. Космический эксперимент «Взаимодействие-2»

Проблема сплоченности многонациональных экипажей может стать серьезной проблемой при длительных космических полетах (Kanas, Manzey, 2008). Общие нормы и ценности являются условиями, позволяющими избежать межличностных конфликтов и поддерживать сплоченность группы.

В 2014 г. завершился космический эксперимент «Взаимодействие», в котором приняли участие более 20 российских членов экипажа МКС. Было показано, что космонавты по-разному воспринимают своих соотечественников и иностранных членов экипажей МКС (Виноходова, Гущин, 2014). Эти различия связаны со стереотипизацией: незнакомый человек, общение с которым происходит только по формальным правилам, кажется ближе к идеальному образу, чем тот, взаимодействие с которым неформально, постоянно и тесно, когда известны его сильные и слабые стороны. Но для части космонавтов оценки других членов экипажа под влиянием длительного космического полета максимально упрощались до «хорошо-плохо». Это упрощение, как мы показали, может помешать адекватному восприятию себя и других и усложнить взаимодействие. Кроме того, был установлен феномен увеличения «психологической дистанции» между экипажем и центром управления (ЦУП) в процессе полета.

Начиная с 2015 г. (с 43-й экспедиции МКС) космический эксперимент «Взаимодействие-2» продолжает использование методики первой версии эксперимента на борту и посвящен изучению закономерностей внутри- и межгруппового (общение с ЦУП) взаимодействия экипажей МКС. Помимо подтверждения и статистического обоснования полученных ранее результатов, «Взаимодействие-2» исследует влияние национальных различий на ценностные приоритеты членов экипажа, их сплоченность и идентификацию с группой, объем и качество общения с ЦУП.

2.1. Методика космического эксперимента «Взаимодействие-2»

В последнее время исследования ценностных приоритетов стали важным направлением развития психологии группового пространства как в России, так и за рубежом. Был проведен количественный контент-анализ дневников семи мужчин, трех женщин-астронавтов и двух сотрудников НАСА с использованием классификации основных человеческих ценностей Ш. Шварца в качестве категорий анализа (Suedfeld, 2006). Автор приходит к выводу, что участие в космических полетах оказывает ярко выраженное положительное влияние на личность и систему ценностей космонавтов, в частности, способствует так называемому салютогенезу, или личностному росту (Suedfeld et al., 2012). В эксперименте Стастера (Stuster, 2010) были изучены дневниковые записи 10 американских астронавтов, мужчин и женщин, работающих на борту МКС. Было выявлено, что основные различия между дневниками космонавтов и зимовщиков показывают большую вовлеченность космонавтов в работу. Роль личных ценностей в формировании сплоченной группы изучалась в эксперименте с длительной изоляцией, моделирующем пилотируемый полет на Марс (Sandal, Bye, 2015).

Результаты показали, что разница в ценностях является источником межличностного напряжения, особенно с увеличением автономии экипажа. Совместное российско-канадское исследование межличностного восприятия участников международных экипажей, выполнивших 1–5 космических полетов и завершивших активную карьеру (Suedfeld et al., 2015; Vinokhodova et al., 2014), показало наличие определенной иерархии ценностей, аналогичных для космонавтов и астронавтов. Были выявлены положительные этнические стереотипы: идеализация иностранных членов экипажей для той части космонавтов, чьи оценки ближайшего окружения были более целостными и не учитывающими нюансы поведения людей.

Для исследования использовался компьютерный метод PSPA (Personal Self Perception and Attitudes), разработанный в ИМБП (Gushin et al., 1998). PSPA — это система анализа субъективных отношений, основанная на семантическом дифференциале и технике репертуарных решеток Ч. Осгуда и Дж. Келли. В период 45–55 экспедиций МКС в эксперименте дополнительно проводилось совместно с Европейским космическим агентством исследование CULT для оценки влияния культурных факторов на взаимодействие. При проведении CULT использовалось два опросника: один для определения отношения к управлению полетом (ранее применялся для исследований деятельности пилотов) и другой — краткая форма классического опросника ценностей Ш. Шварца (Schwartz, 2006).

На сегодняшний день в эксперименте приняли участие 20 членов экипажа, в том числе два представителя зарубежных космических агентств.

2.2. Объем исследований

Перед полетом: эксперимент проводился дважды — обучение и сбор исходных данных в период не ранее чем за 60 дней до запуска.

В полете: космонавты выполняли исследование 1 раз в 2 недели, начиная с третьей недели.

Послеполетное исследование проводилось однократно — в период от +7 до +10 суток после приземления.

Для изучения ценностей использовался контент-анализ критериев межличностного восприятия (методика PSPA). В список категорий контент-анализа вошли биполярные конструкты, отражающие значимые личностные характеристики (по 3 конструкта, имеющих наибольшую факторную нагрузку, отдельно для первых двух главных компонент по всем сеансам тестирования во время полета). В среднем за экспедицию каждый космонавт выполнял исследование от 10 до 14 раз. Таким образом, для одного члена экипажа в среднем анализировали 2 списка: от 30 до 42 конструктов в каждом. Контент-анализ проводили три опытных эксперта с использованием классификации ценностей Ш. Шварца. Оценки экспертов совпали на 90%.

2.3. Предварительные результаты космического эксперимента «Взаимодействие-2»

На рисунке 3 показаны результаты по 10 испытуемым-членам экипажа МКС: приведены обобщенные данные по группе испытуемых и за весь период космического полета.

Полученные данные позволили выделить категории ценностей, общие для представителей различных космических агентств, участвующих в эксперименте: Достижение, Конформизм и Доброжелательность (значимые для всех участников эксперимента). Значения категорий Самоопределение и Безопасность также были значительными.

При этом были обнаружены различия в ценностной структуре экипажа МКС, связанные с культурными факторами: например, во взаимосвязи между значимостью категории Достижения (включает в себя социальное признание, успех, преданность делу, профессионализм) и Конформизм (включает вежливость, образование, самоконтроль, приверженность, трудолюбие). Многие космонавты (но не все) показали предпочтение групповых ценностей над индивидуальными, что можно объяснить коллективистским характером нашей культуры. Однако для них также были важны индивидуальные ценности Достижения, Самоопределения и Стимуляции. Эти данные можно сравнить с результатами упомянутого выше исследования (Suedfeld, 2006), в котором мужчины-астронавты показали повышение важности категорий «Достижения», «Гедонизм» (или «Удовольствие») и «Доброжелательность» после завершения космического полета.

Результаты этой части эксперимента соответствуют данным 20 космонавтов по завершившемуся в 2014 г. космическому эксперименту «Взаимодействие» (таблица 2).

Мы видим, что как в исходном, так и в послеполетном исследовании в структуре ценностей космонавтов преобладают групповые значения: Конформизм — 18,8% списка критериев до полета и 17,4% списка критериев после полета; Доброжелательность — 13,8% и 12,3% до и после полета, соответственно. После космического полета произошло некоторое повышение значимости категории Самоопределение (из группы индивидуальных ценностей) до 17,4% списка категорий. Это можно объяснить спецификой завершающей стадии космического полета, требующей самоконтроля, уважения к другим, приоритета общих задач над личными.

Данные двух этапов эксперимента показали, что важнейшей ценностью для большинства космонавтов и астронавтов независимо от национальности была Доброжелательность. Эта категория описывается такими характеристиками, как «дружелюбный, искренний, неконфликтный, работающий на благо других, преданный друзьям или группе». Доминирование этих ценностей, несомненно, является важным условием формирования сплоченного коллектива, несмотря на существующее культурное разнообразие экипажей МКС.

2.4. Текущие выводы по космическому эксперименту «Взаимодействие-2»

Изучение межличностного восприятия в международных космических экипажах показало наличие ценностных приоритетов, отражающих особую профессиональную культуру, присущую космонавтам и астронавтам. Такие ценности, как трудолюбие и соблюдение стандартов социального поведения, основаны на высокой самооценке, направленности на совместную работу и зрелости, присущим этой группе людей. Эта международная культура космонавтов и астронавтов, вероятно, сформировалась в результате соблюдения определенных профессиональных требований при отборе и подготовке к работе в экстремальных условиях среды обитания при длительных космических полетах. Дальнейшие исследования в рамках космического эксперимента «Взаимодействие-2» позволят статистически обосновать полученные результаты, а также более детально изучить изменение ценностных приоритетов членов экипажа МКС под воздействием долгосрочных факторов космического полета, например, связанных с изменениями в составе экипажа.

3. Космический эксперимент «Пилот-Т»

«Пилот-Т» (проводится на РС МКС с 2014 г.) является продолжением и развитием серии экспериментов «Пилот», начатых в 1987 г. Основная гипотеза заключается в том, что профессиональная надежность — это соотношение показателей эффективности деятельности и функционального состояния центральной нервной системы. Психофизиологические реакции являются индикаторами сложной реакции — психофизиологической «цены» деятельности. Таким образом, при прогнозировании профессиональной надежности космонавта необходимо учитывать нейрофизиологические параметры, функциональные особенности мозга по данным ЭКГ, применять математические модели активности мозга (Комоцкий, Сальницкий, 1977; Рыжов, Сальницкий, 1983).

Цель эксперимента — усовершенствовать методы и аппаратуру оценки и прогнозирования надежности профессиональной деятельности членов экипажа при выполнении сложных операторских задач (пилотирование космического корабля, управление транспортными и робототехническими средствами на поверхности космического тела) на различных этапах долговременного космического полета.

3.1. Методика космического эксперимента «Пилот-Т»

Моделью профессиональной операторской деятельности в эксперименте «Пилот-Т» является программа «Шесть степеней свободы (6df)», моделирующая ручное управление объектами с шестью степенями свободы и включающая вторичные когнитивные тесты. Параметры качества профессиональной деятельности сравниваются с физиологическими показателями, полученными с помощью аппаратного комплекса «Нейролаб-2010». Таким образом регистрируются: электрокардиограмма; пульсовая волна, электрическое сопротивление, температура кожи левого мизинца; речь. На первом этапе КЭ «Пилот-Т» 16 членов экипажа завершили полный цикл эксперимента.

Экипажи экспедиций 43/44–50/51 МКС выполняли эксперимент «Пилот-Т» два раза в месяц, экспедиции 51/52–53/54 МКС — один раз в месяц.

«Пилот-Т» состоит из двух частей: 1) протокол «6df», направленный на исследование надежности профессиональной деятельности члена экипажа при моделировании ручного управления стыковкой двух космических кораблей с помощью джойстика с шестью степенями свободы; 2) протокол «Когнитивные тесты» для изучения нейрокогнитивных процессов человека-оператора на различных этапах долговременного космического полета (Ушаков и др., 2015):

1. оперативная память («Зрительная память»);
2. счетное мышление («Четный-Нечетный»);
3. восприятие («Простая зрительно-моторная реакция»);
4. СПВР — сложная пространственно-временная реакция (тест «Реакция на движущийся объект»);
5. опросник «Состояние-самооценка».

Для анализа данных использовался непараметрический критерий Краскела — Уоллиса, позволяющий выявить существенные различия в динамике когнитивного функционирования космонавтов в периоды до полета, во время и после полета. Мы также использовали кластерный анализ Уорда для группировки субъективной оценки психоэмоционального состояния, их описания и построения шкалы эмоциональной стабильности / нестабильности. Данная шкала предназначена для оценки мобилизации ресурсов при выполнении сложных действий оператора во время обучения, полета и после его завершения.

3.2. Схема исследования

Перед полетом проводятся две тренировочные сессии для обучения методике и ознакомления с оборудованием за полгода до старта индивидуально с каждым космонавтом (по 110 минут); две тестовые сессии для сбора фоновых данных не позднее чем за 30 дней до старта индивидуально с каждым космонавтом (по 90 минут).

В полете: исследования проводятся два / один раза в месяц (по 100 минут).

После полета: две тестовые сессии (по 60 минут). Первое исследование проводится через 3–5 дней, второе — через 10–15 дней после приземления.

3.3. Предварительные результаты космического эксперимента «Пилот-Т»

На рисунке 4 показаны примеры результатов моделирования стыковки и пройденного космическим кораблем расстояния для двух типов задач (первая — статическая система для ручного управления; вторая — динамическая задача с максимальными степенями свободы). Каждый уровень сложности задания содержит несколько вариантов; они выбираются случайно из множества заданий с одинаковой степенью сложности.

Ниже представлены гистограммы (рисунок 5) индивидуальных статистических характеристик (m и S) основных параметров, полученные по результатам выполнения космонавтами задач моделирования. Допустимые (регламентируемые конструктивным исполнением КА) контактные параметры для стыковки при выполнении задач моделирования соответствовали условиям реальной стыковки двух космических аппаратов (Johannes et al., 2017):

• продольная относительная скорость захода на посадку (Vx) — по модулю 0,07–0,15 м / с;
• боковая относительная скорость (Vy; Vz) — по модулю не более 0,057 (м/с);
• относительное угловое рассогласование (гамма) — по модулю не более 4 град;
• общее относительное угловое смещение в шаге и рыскании (Theta1 + Theta2), (Phi1-Phi2) — по модулю не более 6 градусов.

В связи с изменением программы полетов в космическом эксперименте «Пилот-Т» были выделены две группы: первая группа проводила эксперимент на борту РС МКС 2 раза в месяц, вторая группа — 1 раз в месяц.

На рисунке 5 показано, что эти две группы статистически достоверно не различаются по результатам стыковки, что свидетельствует о высоком профессиональном уровне всех членов экипажа, участвующих в данном эксперименте. Сравнение предполетных данных с бортовыми и послеполетными выявило относительное снижение таких эксплуатационных параметров, как расход топлива, время выполнения задачи, скорость космического аппарата при стыковке и углы погрешности соответствующих осей взаимодействующих объектов. Однако статистически значимых изменений не обнаружено, что может свидетельствовать о высоком уровне квалификации всех членов экипажей.

Физиологические данные показали изменения, аналогичные предыдущим результатам, полученным на станциях «Мир» и МКС. Частота сердечных сокращений (ЧСС) значительно снизилась во время полета; также частота сердечных сокращений после полета была ниже, чем перед полетом. Показатель парасимпатического контроля ЧСС RMSSD значительно снизился от предполетной подготовки к полетной. Время прохождения импульса значительно уменьшилось от предварительного до полета; однако корреляция между пульсовой волной и артериальным давлением в условиях невесомости обнаружено не было. Также было обнаружено значительное снижение температуры кожи на периферии пальцев, указывающее на серьезную вазоконстрикцию, поскольку температура окружающей среды скорее повышалась, чем понижалась. В итоге изменения симпатической корреляционной проводимости кожи не достигли уровня значимости. Ни один из физиологических показателей не выявил значимых различий между пятью летными задачами разной степени сложности (Бубеев и др., 2016).

Напротив, когнитивные тесты на оперативную память и сложная пространственно-временная реакция оказались информативными для оценки изменений работоспособности космонавтов во время полета. Повышение уровня внимания и снижение субъективного чувства усталости во время полета, диагностируемое батареей тестов, можно использовать для прогнозирования мотивации и когнитивных ресурсов экипажа перед выполнением реальной стыковки и других ключевых операций в полете.

3.4. Текущие выводы по космическому эксперименту «Пилот-Т»

1. Данные, полученные в ходе реализации космического эксперимента «Пилот-Т», свидетельствовали о высоком уровне профессиональных навыков космонавтов для стыковки космических аппаратов с МКС. Независимо от цикла эксперимента на РС МКС группа космонавтов продемонстрировала тенденцию к сокращению времени и расхода топлива при выполнении имитации полета.

2. Выполнение экипажем имитационных заданий по ручному управлению и стыковке двух космических кораблей на всех этапах космического эксперимента не привело к увеличению функциональных затрат при усложнении операторской деятельности.

3. В полете мобилизуются интеллектуальные ресурсы космонавта, что приводит к повышению его умственной работоспособности. Это отражается в общем улучшении результатов когнитивных тестов по сравнению с предполетным и послеполетным тестами. Когнитивные тесты на оперативную память и сложная пространственно-временная реакция оказались информативными для оценки изменений работоспособности и мотивации на разных этапах космического полета.

Выводы

Особенностью отечественной культуры космической медицины является тесная взаимосвязь между самой медицинской поддержкой и исследованиями, проводимыми в полете. Обязательное требование прикладного характера этих исследований было установлено С.П. Королевым. Таким образом, с одной стороны, каждый медико-биологический эксперимент должен быть нацелен на практические нужды космической медицины, на медицинское обеспечение нынешних и будущих экипажей. С другой стороны, его цели задаются существующей космической практикой, реальными проблемами, о которых космонавты и врачи экипажей информируют научное сообщество. В этом состоит особенность наших исследований. Для интерпретации своих результатов ученые в основном имеют доступ к бортовым данным, связанным с конкретным исследованием (безусловно, должны соблюдаться все международные биоэтические стандарты). Другой отличительной чертой российского подхода является то, что многие методики разработаны специально для космической практики. Поэтому они должны быть в основном неинвазивными, требовать минимального времени и усилий от космонавта, быть естественным образом встроенными в уже существующие операции, такие как общение с экипажем (эксперимент «Контент») или обучение (эксперимент «Пилот-Т»). С нашей точки зрения, такой подход позволяет получать более надежные и достоверные медико-биологические данные, связанные с космическими полетами.

Литература

1. Бубеев Ю.А., Бронников С.В., Котровская Т.И., Дудукин А.В., Счастливцева Д.В., Риттвегер Й., Йоханнес Б. «Первые результаты эксперимента «Пилот-Т» на борту МКС» // Авиакосмическая и экологическая медицина: XVI Конференция по космической биологии и медицине с международным участием, школа молодых ученых. М.: Научная книга, 2016. С. 38–39.
2. Виноходова А.Г., Гущин В.И. Ценности профессиональной культуры и сплоченность международного космического экипажа. Материалы XLIV Гагаринских чтений, 2017. С. 191–201.
3. Виноходова А.Г., Гущин В.И., Юсупова А.К., Зюдфелд П., Джонсон Ф. Дж. Ретроспективный анализ межличностного восприятия и ценностей опытных космонавтов — участников международных полетов на орбитальных станциях «Мир» и МКС // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2017. Т. 51. № 5.
4. Козеренко О.П., Следь А.Д., Мирзаджанов Ю.А. Психологическая поддержка экипажей // Орбитальная станция «Мир». Космическая биология и медицина. Т. 1. М., 2001. С. 365–377.
5. Комоцкий Р.В., Сальницкий В.П. Оценка эргатических процессов управления // Оптимизация профессиональной деятельности космонавта. Т. 34. М.: Наука, 1977. С. 72–92.
6. Ломов Б.Ф. Проблема общения в психологии // Проблема общения в психологии. М., Наука, 1981.
7. Мясников В.И., Замалетдинов И.С. Психическое состояние и групповое взаимодействие космонавтов в полете // Космическая биология и медицина. Т. 3. Человек в космическом полете. Кн. 2. М.: Наука, 1997. С. 246–269.
8. Мясников В.И., Шапошников Е.А., Замалетдинов И.С. Полетный психоневрологический контроль // Орбитальная станция «Мир». Т. 1. М., 2001. С. 322–333.
9. Орбитальная станция «Мир». 2001, 2002.
10. Рыжов Б.Н., Сальницкий В.П. Методика оценки уровня психофизиологической напряженности у операторов // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1983. № 5. С. 83–84.
11. Ушаков И.Б., Иванов А.В., Квасовец С.В., Бубеев Ю.А. Нейросемантические и психофизиологические корреляты ритмосуггестивной коррекции стрессовых состояний // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015. V. 49. № 6. P. 55–60.
12. Юсупова А.К., Швед Д.М., Гущин В.И., Суполкина Н.С., Чекалина А.И. Предварительные результаты космического эксперимента «Контент» // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2018. Т. 52. № 3. С. 28–37.
13. Basner M., Dinges D.F., Mollicone D.J., Savelev I., Ecker A.J., Di Antonio A., Jones C.W., Hyder E.C., Kan K., Morukov B. V., Sutton J. P. Psychological and behavioral changes during confinement in a 520-day simulated interplanetary mission to Mars // PLoS One. 2014. V. 9 (3). P. e93298.
14. Bechtel, R.B. and Berning, A. The third-quarter phenomenon: Do people experience discomfort after stress has passed? In: From Antarctica to Outer Space A. A. Harrison, Y. A. Clearwater, C. P. McKay, Eds.). New York: Springer-Verlag, 1991. P. 261–265.
15. Gushin V.I., Efimov V.A., Smirnova T.M., Vinokhodova A.G., Kanas N. Subject’s perception of the crew interaction dynamics under prolonged isolation // Aviation, Space and Environmental Medicine. 1998. V. 69. P. 556–561.
16. Gushin V.I., Yusupova A.K., Shved D.M., Shueva L.V., Vinokhodova A.G. The evolution of methodological approaches to the psychological analysis of the crew communications with Mission Control Center // REACH. Reviews in Human Space Exploration. 2016. 1. P. 74–83.
17. Johannes B., Bronnikov S., Bubeev Yu., Dudukin A., Hoermann H.-J., Frett T., Rittweger J., Gaillard A. A tool to facilitate learning in a complex manual control task // International Journal of Applied Psychology. 2017. V. 7. Is. 4. P. 79–85.
18. Johannes B., Salnitski V. P., Kirsch K., Gunga H.-C. Preliminary results of the experiment „Regulation„ from two Mir-missions // Материалы ХI конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. 22–26 июня 1998 г., Москва. М., 1998.
19. Kanas N. Humans in space. N. Y.: Springer, 2015.
20. Kanas N., Manzey D. Space psychology and psychiatry. 2nd Ed. 2008. P. 89– 100.
21. Kanas N., Yusupova A., Gushin V. et al. Problems and possibilities of astronauts–ground communication content analysis validity check // Acta Astronautica. 2008. V. 63. P. 822–827.
22. Lazarus R, Folkman S. Stress, appraisal and coping. Springer, 1984.
23. Sandal G.M., Bye H.H. Value diversity and crew relationships during a simulated space flight to Mars // Acta Astronautica. 2015. V. 114. P. 164–173.
24. Schwartz S.H. Value orientations: Measurement, antecedents and consequences across nations // Measuring attitudes cross-nationally — lessons from the European Social Survey / R. Jowell, C. Roberts, R. Fitzgerald, G. Eva (Еds). London, 2006.
25. Stuster J. Behavioral Issues Associated with Long Duration Space Expeditions: Review and Analysis of Astronaut Journals: Experiment 01-E104 (Journals) / National Aeronautics and Space Administration, Johnson Space Center, 2010.
26. Suedfeld P. Space memoir: Value hierarchies before and after mission — A pilot study // Acta Astronautica. 2006. V. 58. P. 583–586.
27. Suedfeld P., Brcic J., Johnson Ph. J., Gushin V. Personal growth following long-duration spaceflight // Acta Astronautica. 2012. V. 79. P. 118–123.
28. Suedfeld P., Brcic J., Johnson Ph. J., Gushin V. Coping strategies during and after space flight: Data from retired cosmonauts // Acta Astronautica. 2015. V. 110. P. 43–49.
29. Vinokhodova A.G., Gushin V.I. Study of values and interpersonal perception in cosmonauts on board of International space station // Acta Astronautica. 2014. V. 93. P. 359–365.

Источник: Гущин В.И., Виноходова А.Г., Швед Д.М., Суполкина Н.С., Чекалина А.И., Юсупова А.К., Бубеев Ю.А., Котровская Т.И., Счастливцева Д.В., Савинкина А.О. Российские психофизиологические эксперименты на борту МКС // Актуальные проблемы психологии труда, инженерной психологии и эргономики. М.: Институт психологии РАН, 2021. С. 189–210. DOI: 10.38098/ergo.2021