Автореферат и диссертация по медицине (14.03.08) на тему:Изменение структуры ночного сна при наземном моделировании межпланетного полета

На правах рукописи

ЗАВАЛКО ИРИНА МИХАЙЛОВИА

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ НОЧНОГО СНА ПРИ НАЗЕМНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ МЕЖПЛАНЕТНОГО ПОЛЕТА

14.03.08 - авиационная, космическая и морская медицина 14.01.11 - нервные болезни

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских паук

Москва - 2014

005549158

Работа выполнена и Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем Российской академии наук.

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор, доктор медицинских наук, профессор,

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории клинической физиологии Государственного бюджетного учреждения здравоохранения города Москвы «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы»

Бубссв Юрий Аркадьевич Ковров Геннадий Васильевич

Сумский Лев Иосифович

доктор медицинских наук, врач невролог, отдел врачебпо-летной экспертизы Федерального государственного казенного учреждения «Главный центр военно-врачебной экспертизы» Министерства обороны Российской Федерации

Чурилов Юрий Кириллович

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Защита диссертации состоится « 2014 г. в ¡С)часов на

заседании диссертационного совета Д 002.111.01, созданного на базе Федерального государственного бюджетного учреждения науки Государственного научного центра Российской Федерации - Института медико-биологических проблем Российской академии наук по адресу: 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе д.76а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Государственного научного центра Российской Федерации — Института медико-биологических проблем Российской академии наук по адресу (123007, г. Москва, Хорошевское шоссе д.76а).

Автореферат разослан « 0^"» 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук ¿^^ФС^1^ ----- М.А. Лсвинских

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Сон является источником физического и психического восстановления (Ковальзон В.М., 2011). Особую важность это состояние приобретает при повышенных умственных, эмоциональных и других нагрузках, постоянно возникающих в космическом полете. Однако чрезмерная нагрузка и эмоциональный стресс могут приводить к нарушениям сна (Ковров Г.В., Вейн A.M., 2004). Именно стресс считается основной причиной развития не только острой, или ситуационной, но и хронической инсомнии (Akerstedt Т., Perski A., Kecklund G., 2011; Левин и соавт., 2007).

Жалобы на плохой сон, а именно длительное засыпание и частые ночные пробуждения, - наиболее часто предъявляемые космонавтами (Мясников В.И. и соавт., 2000). Снотворные препараты, несмотря на их побочные действия, являются наиболее часто применяемыми в космическом полете лекарствами (Putcha L. et al., 1999). Развитию проблем со сном у космонавтов способствует действие ряда негативных факторов: микрогравитация, гипокинезия, изоляция, шум и др. (Мясников В.И., 1971).

Учитывая большую вероятность расхождения субъективных оценок длительности засыпания и продолжительности сна с объективными измерениями (Пономарева И. П., 1976), стандартный метод регистрации сна — полисомнография — является предпочтительным. Отдельные исследований, не выявили специфических изменений сна в условиях космического полета и однозначной связи степени изменений с его продолжительностью, продемонстрировав, что показатели структуры сна могут сильно варьироваться в течение одной миссии. Наиболее часто выявляются снижение продолжительности сна, а также периодическое возникновение ночей с длительным засыпанием, снижением или, наоборот, увеличением представленности дельта-сна и быстрого сна (Поляков В.В. и соавт., 1994; Dijk D.J. et al., 2001; Frost J.D. et al., 1975; Gundel A., Polyakov V.V., Zulley J., 1997).

В связи с трудностями проведения объективного исследования сна в условиях реального космического полета, для оценки влияния тех или иных факторов используются различные модели наземной симуляции, в том числе длительная изоляция в гермообъеме. Серия проведенных в Институте Медико-биологических Проблем РАН (ИМБП) экспериментов продолжительностью до 1 года продемонстрировала эпизодические отрицательные изменения структуры ночного сна в виде снижения эффективности сна, увеличения длительности засыпания и изменения представленности фаз (Вейн A.M. и соавт., 1997; Мясников В.И., 1971; Мясников В.И., 1998; Mizuno К. et al., 2001). В.И. Мясников называл наиболее выраженные изменения сна в данной ситуации «ситуационной бессонницей» (Мясников В.И. и соавт., 2000), зафиксированные изменения могут соответствовать критериям острой, или ситуационной, инсомнии согласно современной классификации нарушений сна (ISDC-2, 2005).

Особую важность проблемы нарушения сна приобретают в связи с увеличением длительности полетов. Большое количество значимых событий (стыковки, внекорабельная деятельность, экспедиции посещения и др.) в программе современных космических миссий требует особого внимания к изучению их влияния на психофизиологический статус, включая структуру ночного сна (Мясников В.И. и соавт., 2000). Однако проведенные раннее эксперименты по изоляции были направлены на моделирование монотонии и не включали значимых событий. Впервые в эксперименте HUBES-94 было показано, что подобное событие (допоставка) привело к выраженному изменению психологического состояния (Kanas N. et al., 1996).

Многие ученые, изучавшие ночной сон под воздействием стресса, подчеркивают неоднородность развивающихся изменений сна в зависимости от индивидуальных особенностей. В частности показана зависимость параметров сна от способности к расслаблению после стрессового события (Ротенберг B.C., 1982) и типа коупинг-стратегии (Стрыгин К.Н., 2007).

4

Настоящая работа посвящена изучению динамики показателей структуры ночного сна в экспериментах по длительной («Марс-105») и сверхдлительной («Марс-520») изоляции, а также влиянию на нее значимых событий и стратегий адаптации к стрессогенным условиям.

Целью диссертационной работы является изучение изменений структуры ночного сна в условиях эксперимента по наземному моделированию межпланетного пилотируемого полета.

Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

- Выявить изменения структуры ночного сна и их динамику в условиях длительной и сверхдлительной изоляции (результаты экспериментов «Марс-105» и «Марс-520»);

- Оценить влияние ожидания значимых событий программы межпланетной экспедиции (симуляция высадки и др.) на ночной сон испытателей;

- Определить особенности изменений ночного сна в зависимости от уровня тревоги и типов стратегии адаптации к стрессогенным условиям;

- Изучить связь показателей структуры ночного сна с характеристиками речевого поведения.

Научная новнзна работы:

1. Впервые описана связь отрицательных изменений структуры ночного сна в условиях длительной изоляции со стрессом ожидания значимого события.

2. Выявлена связь динамики показателей ночного сна со стратегиями адаптации к стрессогенным условиям, различия между испытателями с разными стратегии адаптации в реагировании на значимые события различного уровня.

3. Описана взаимосвязь структуры ночного сна с уровнем неосознаваемой тревоги у членов экипажа и ее отличия от больных с хронической инсомнией.

4. Показана большая выраженность изменений ночного сна при меньшей объеме письменной речевой коммуникации.

Научно-практическая значимость:

1. Описаны подходы к прогнозированию периодов длительных автономных экспедиций, развитие отрицательных изменений сна в которые наиболее вероятно.

2. Выявлена зависимость степени реагирования на значимые события различной структуры (длительность, предсказуемость и др.) от психофизиологических характеристик и типов стратегии адаптации к стрессогенным условиям.

Положения, выносимые на защиту:

1. Значимые события обостряют негативное влияние факторов длительной изоляции на эффективность сна и продолжительность засыпания.

2. Изменения структуры ночного сна в условиях изоляции тесно связаны со стратегиями адаптации к стрессогенным условиям. У людей с «консервативно-сторожевой» стратегией чаще возникают нарушения качества ночного сна, чем у лица с «поисково-исследовательской».

3. Факторы длительного космического полета могут вызывать изменения сна, схожие с ситуационной бессонницей (180С-2, 2005), но не приводят к хронической инсомнии.

Личный вклад автора заключается в непосредственном её участии на всех этапах исследования от постановки целей и задач до написания научных работ и представления докладов. Имея опыт проведения полисомнографии, автор обучала испытателей наложению датчиков и регистрации сна, самостоятельно

расшифровывала полученные записи, калькулировала параметры структуры сна, проводила статистическую обработку и интерпретацию полученных данных, формулировала научные положения.

Апробация результатов исследования

Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международном симпозиуме по результатам эксперимента, моделирующего пилотируемый полет на Марс (Москва, 2012); на 21st Congress of the European Sleep Research Society (Paris, France, 2012); An International Open Format School "From Sleep Science to Sleep Medicine" (Kazbegi, Georgia, 2013); V World Congress on Sleep Medicine (Valencia, Spain, 2013); VII Международной школе-конференции «Сон - окно в мир бодрствования» (Ростов-на-Дону, 2013); на XIV конференции по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием, посвященной 50-летию ГНЦ РФ ИМБП РАН (Москва, 2013), на III научно-практической конференции неврологов ФМБА России «Инновационные направления диагностики и лечения неврологических заболеваний» (Москва, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 122 странице машинописного текста, содержит 15 рисунков и 16 таблиц. Указатель литературы включает 143 наименования (64 отечественных и 79 зарубежных источников).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования 1. Объект исследования.

Исследования структуры ночного сна выполнено в рамках международного проекта по частичной симуляции пилотируемого межпланетного полета «Марс-500», проведенного на базе ГНЦ РФ ИМБП РАН. В представленную работу включены результаты, полученные во время 105-суточного и 520-суточного этапов.

В работе использованы данные 12 (по 6 человек в каждом этапе) предварительно отобранных по состоянию здоровья и психологической совместимости испытателей, которые находились в условиях автономности в модели космического корабля. В период изоляции проводилась симуляция ограничения связи и коммуникации. Продолжительность этапов можно охарактеризовать как длительную (105 суток) и сверхдлительную (520 суток). Особенностью, отличавшей 520-суточный эксперимент от проводимых ранее, явилась неоднородная структура: впервые за историю проведения подобных исследований в середине периода изоляции моделировалась высадка на поверхность Марса. Это событие явилось значимым этапом для всего экипажа, одним из самых ярких событий в течение всего эксперимента, когда их деятельность особенно активно освещалась в средствах массовой информации. Длительность самого этапа «высадки» составила 1 месяц, однако приготовления к этому этапу и предвосхищение его занимали еще продолжительный период до его начала.

Каждый испытатель дал письменное информированное согласие на участие в эксперименте. Программа исследования одобрена комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ - ИМБП РАН.

Экипаж во время данных этапов состоял из различных испытателей

(никто не участвовал в обеих частях эксперимента). Для участия в проекте

были отобраны только мужчины, возраст участников «Марс-105» составил от

8

25 до 40 лет, а «Марс-520» - от 27 до 38 лет. Оба экипажа были интернациональными: в 105-суточном этапе участвовали четверо россиян и двое европейских испытателя, а в 520-суточном - трое россиян, два представителя Европейского космического агентства и представитель Китайского космического агентства. 2. Методика исследования ночного сна

Для объективного изучения структуры ночного сна использовалась полисомнография. Учитывая условия эксперимента, испытатели во время проведения фоновой регистрации были обучены методике наложения электродов и работе с программным обеспечением и в период изоляции и последействия осуществляли полисомнографическую регистрацию самостоятельно. Им были даны инструкции начинать исследование в желаемое для обследуемого время отхода ко сну и непрерывно продолжать всю ночь до спонтанного утреннего пробуждения. Запись включала регистрацию электрокулограммы, электромиограммы и 6 каналов электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Расположение датчиков, а также идентификация фаз и стадий сна, соответствовали последним рекомендациям Американской Ассоциации по Медицине Сна (Iber С. et al., 2007).

После идентификации стадий и фаз сна проводилось вычисление параметров структуры сна:

1) время в кровати — промежуток от выключения света до окончания записи;

2) латенция сна — интервал от выключения света до возникновения первой 30с эпохи сна (засыпания);

3) латенция дельта-сна — время от засыпания до возникновения первой эпохи дельта-сна;

4) продолжительность отдельных стадий сна и быстрого сна за ночь, в минутах;

5) общая продолжительность сна — суммарная длительность всех стадий медленного и быстрого;

6) эффективность сна — процент общего времени сна от времени в кровати;

9

7) процент 1 и 2 стадии, а также дельта- и быстрого сна — процент соответствующей стадии или фазы от общего времени сна;

8) продолжительность бодрствование внутри сна (суммарная продолжительность ночных пробуждений) - длительность бодрствования от засыпания до окончания записи;

9) количество пробуждений и макропробуждений (пробуждений длительностью более 3 минут);

10) индекс активаций — общее количество реакций ЭЭГ-активаций (возникающее из состояния устойчивого сна неожиданное изменение частотных характеристик ЭЭГ в сторону альфа-, тета- или бета- (до 16 Гц) диапазона продолжительностью Зс или длиннее) за время записи, поделенное на общее время сна в часах;

11) количество сегментов за 1 час сна - общее количество сегментов (сегмент -непрерывный участок любой стадии или фазы сна (Ковров Г.В., 2000)), деленное на общее время сна в часах.

Помимо этого, для определения ряда спектральных показателей электроэнцефалограммы бодрствования испытателей, участвовавших в эксперименте «Марс-520» использовали безартефактные участки фоновой полисомнограммы в период бодрствования перед засыпанием. Оценивали амплитуду и индекс альфа- и бета-активности.

Исследование ночного сна проводилось в фоне, несколько раз в течение изоляции и в период последействия. Во время каждого периода исследования у каждого испытателя регистрировались 2 последовательные ночи сна. В проекте «Марс-105» фоновая регистрация ночного сна проводилась за 2 недели, а во время изоляции было выполнено 2 исследования: на второй недели изоляции (Р1) и на 12 недели изоляции (Р2) (см. Рис. 1). В проекте «Марс-520» фоновая регистрация проводилась заранее (более чем за 2 месяца), во время изоляции выполнено 4 исследования: в начале и конце этапов «полета к Марсу» и «возвращения на Землю»: первая регистрация осуществлялась через шесть

ю

недель после начала изоляции (П1), вторая — примерно за две недели до начала симуляции высадки на Марс (П2), третья — через две недели после ее окончания (ПЗ) и четвертая — за шесть недель до окончания изоляции (П4) (см. Рис.2). В обоих случаях в период последействия сон регистрировался через 2 недели после окончания изоляции.

д \ О / р 1 Р 2 / 110« N •ле

-16(11) 8-13 81-86 +15--(+16)

Рисунок 1 - Схема периодов проведения полисомнографии в «Марс-105»

(светло-серым представлен период изоляции)

Д \ О ? 1 * 11 Л ' N 2 / П ч 3 п 4 * после I >

-72-(-77) 40-45 231-236 288-293 468-473 +164+21)

Рисунок 2 - Схема периодов проведения полисомнографии в «Марс-520»

(светло-серым представлен период изоляции, темно-серым - симуляция

высадки на Марс)

3. Методики исследования психофизиологических характеристик

Для исследования взаимосвязи структуры ночного сна с психологическими характеристиками и особенностями профессиональной деятельности и коммуникации членов экипажа в работе использованы данные, полученные совместно с исследовательскими группами из лаборатории «Когнитивная психология и психология малых групп» ГНЦ РФ ИМБП РАН. 3.1. Уровень тревоги

Для оценки уровня неосознаваемой тревоги был использован тест цветовых выборов в модификации Л.Н. Собчик (Собчик Л.Н., 2001). Для определения показателя тревоги использовали следующий способ подсчета:

если один из основных цветов оказывался на восьмом, последнем, месте, то уровень тревоги оценивали в 3 балла, на седьмом месте - 2 балла, на шестом месте - 1 балл. Если один из дополнительных цветов находился на первом месте, то уровень тревоги оценивали в 3 балла, на втором месте - 2 балла, на третьем месте - 1 балл. Для получения итогового показателя тревоги две полученные цифры суммировали.

Тест цветовых выборов заполнялся членами экипажа в фоновый период и один раз в две недели в период изоляции (Чекалина А.И. и соавт., 2013). В анализе использовали баллы уровня тревоги по результатам теста цветовых выборов, проведенного в наиболее близкие к полисомнографическому исследованию сроки (в пределах 7 дней).

3.2. Особенности коммуникации

Для соотнесения показателей структуры сна и особенностей коммуникации использовали данные компьютеризированного контент-анализ письменных сообщений (радиограмм) членов экипажа, которые пересылались по неконфиденциальному каналу связи, сохранялись на сервере и были посвящены выполнению научной программы, состоянию здоровья и систем экспериментального комплекса и другим темам. Из текста сообщений были выделены слова категорий «Потребности», «Взаимодействие», «Время» и «Негативизм». Для корреляционного анализа использовалось общее число писем, слов и букв в них за период длительностью 1 месяц, предшествующий ночи проведения полисомнографии. В анализ также включали абсолютное количество и процент семантических единиц каждой категории от общего числа таких единиц (Швед Д. и соавт., 2013).

3.3. Выделение групп с различными стратегиями адаптации к условиям длительной изоляции

На основании результатов исследования индивидуально-психологических особенностей (мотивационные тесты A.A. Реана и А. Мехрабиана, а также тест цветовых выборов в модификации JI.H. Собчик) и

12

результатов выполнения операторских задач различной сложности («Пилот-1», V1RTU) и методики оценки стресс-реакции («Зеркальный координограф») обследуемые были разделены на 2 группы с различными, проявляющимися в индивидуальных стилях деятельности, стратегиями адаптации к стрессорным условиям: 1) I группа, условно названная «контрольно-сторожевая» (испытатели А, С, D и F). Представители этой группы выполняют задания согласно предписанным алгоритма, контролируют регламентируемые параметры и результат деятельности, а также отличаются постоянным высоким уровнем мобилизации и постоянным повышенным уровнем тревожного ожидания. 2) II группа - «поисково-исследовательская» (испытатели В и Е), представители которой пытаются найти новые варианты решения заданий, что приводит к частичной периодической потере контроля над параметрами задачи и результатом деятельности. Этот тип стратегии адаптации характеризуется периодической сменой процессов напряжения и расслабления (Виноходова А.Г. и соат., 2013; Завалко И.М, и соавт., 2014).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Динамика параметров ночного сна в эксперименте «Марс-105»

По результатам эксперимента по 105-суточному наземному моделированию космического полета получено 29 записей ночного сна. При сравнении методом дисперсионного анализа (ANOVA) для повторных измерений параметров структуры ночного сна с нормальным распределением и приведенных к нормальному распределению, статистически значимых различий не получено.

Учитывая, что после окончания изоляции по организационным причинам полисомнографическая регистрация ночного сна проводилась только 4 участникам эксперимента и только в течение одной ночи, это период был исключен из анализа и метод дисперсионного анализа для повторных измерений был применен только к данным, полученным до и во время 10513

суточной изоляции. При этом статистически значимых различий не выявлено, однако латенция сна различалась между периода на уровне тенденции (0,1<р<0,05). При проведении попарного сравнения методом Тькжи длительность засыпания в начале и конце изоляции значимо отличались (р<0,05). Аналогичную динамику, но неподтвержденную дисперсионнм анализом имела эффективность сна (см. Рис. 3). Представленность стадий не различалась между этапами эксперимента.

Рисунок 3 —Латенция и эффективность сна по периодам эксперимента

«Марс-105»

Обозначения: Горизонтальная линия - медиана, края прямоугольника 25%- и 75%-квартили, «усами» обозначено 1,5 межквартильных интервала, а незакрашенным кружочком обозначаются значения не попавшие в этот интервал. Статистически значимые различия при попарном сравнении (ровЛос-анализ) обозначены: * - р<0.05 при сравнении с группой «Р1».

Дополнительно к сравнению показателей структуры ночного сна, была определена частота ночей с «плохим» качеством сна и ее динамика в течение эксперимента. Четверть ночей от всех регистрации были отнесены к ночам с длительным засыпанием (граничный показатель 25% квартиль латенции сна равный 15 минутам), а ночи с длительностью бодрствования после засыпания

более 25.5 минут (25% квартиль) были отнесены к ночами с высокой продолжительностью ночных пробуждений. Суммарное количество ночей с длительным засыпанием и/или длительными ночными пробуждениями статистически значимое нарастало в конце третьего месяца изоляции по сравнению с началом эксперимента (см. Рис. 4).

до Р1 р 2 после

Рисунок 4 - Суммарное количество ночей с долгим засыпанием и длительными ночными пробуждениями в эксперименте «Марс-105»

Итак, нами выявлено увеличение количества ночей с низким качеством сна от начала эксперимента к его окончанию, а также тенденция к удлинению времени засыпания в конце эксперимента. Полученные данные могут быть интерпретированы, как нарастание частоты и выраженности отрицательных изменений ночного сна с течением изоляции, либо как результат ожидании окончания изоляции.

Особенности структуры ночного сна в эксперименте «Марс-520»

Проведенный спектральный анализ энцефалограмм бодрствования перед засыпанием не выявил отклонений от нормативных показателей. ЭЭГ испытателя В характеризовалось низким альфа-индексом и не имеет в спектре

выраженного пика альфа-ритма. Такой вариант электроэнцефалографии встречается у 5-15% здоровых людей (Зенков Л.Р., 2004).

По результатам эксперимента по 520-суточному наземному моделированию космического полета получено 63 записи ночного сна, использованные для анализа.

При сравнении методом дисперсионного анализа для повторных измерений показателей сна во всех временных точках статистически значимым различия получены по латенции сна и дельта-сна, эффективности сна, проценту второй стадии (р<0.05) и дельта-сна (на уровне тенденции) от общей продолжительности сна.

Анализ различий между различными временными отрезками (см. рис. 5) выявил наибольшее число отличий в объективных параметрах сна в конце эксперимента (П4): длительность засыпания значимо увеличилась по сравнению с фоновыми значениями (до), уменьшилась эффективность сна по сравнению с фоном и данными после завершения симуляции высадки на Марс (ПЗ), в тоже время показатель скорости достижения глубокого медленноволнового сна (латенция дельта-сна) была наименьшей за время эксперимента. Касательно представленности стадий и фаз сна статистически значимо отличалась только регистрация после эксперимента, что выражалось в нарастании процента 2 стадии и снижении представленности дельта-сна по сравнению со второй половиной эксперимента. Вероятно, изменение представленности стадий связано с некоторым удлинением общей продолжительности сна после изоляции, недостигающего уровня статистической значимости.

т т ЙЗ П4 тт м 81 № Щ СИ

Рисунок 5 — Параметры структуры ночного сна по периодам эксперимента «Марс-520»: Обозначения см. рис. 3. Статистически значимые различия при попарном сравнении отмечены:* - р<0.05 при сравнении с группой «П4», # -тенденция при сравнении с группой «после». 17

Также нами было проведено сравнение ночей с низкой эффективностью сна; граничный показатель (25% квартиль эффективности сна) равен 83.2%. Как видно из рисунка 6, количество ночей с низкой эффективностью сна резко возрастает (р<0.05) по сравнению с фоном в преддверии симуляции высадки на Марс, после этого ответственного и яркого события снижается, вновь статистически значимо нарастает к окончанию эксперимента и снижается после его завершения. При этом не выявлено различий в представленности ночей с низкой эффективностью сна после симуляции высадки на 41 недели изоляции (ПЗ) ни по сравнению с фоновой регистрацией, ни с началом изоляции (П1).

<0

ко

О -» ->-

яо П1 ¡12 ПЗ 04 после

Рисунок 6 - Количество ночей с низкой эффективностью сна в эксперименте «Марс-520»

Итак, в эксперименте «Марс-520» изменения структуры сна возрастали

накануне важных для экипажа событий, а именно симуляции высадки на Марс

и окончания эксперимента. Снижение качества сна проявлялось в снижение

эффективности сна преимущественно за счет удлинение засыпания. В тоже

18

ЯО П1 ¡12 ПЗ 04

время после завершения важного этапа симуляции высадки, показатели структуры сна не отличались от фоновых значений. Это позволяет предположить ключевую роль ожидания значимых событий в развитии нарушений сна в условиях длительной изоляции.

Корреляции параметров структуры ночного сна и уровня тревоги

Для анализа были использованы 49 результатов полисомнографий, имеющие соответствующее им измерение уровня тревоги с интервалом не более 7 дней. При большей выраженности тревоги отмечали большую длительность засыпания (гЬо=0.378, р<0.01) и число ночных пробуждений (гЬо=0.269, на уровне тенденции), а также меньшую эффективность сна (гЬо=-0.279, на уровне тенденции). Кроме того, балл тревоги отрицательно коррелирует с процентом 2 стадии от общей продолжительности сна (гЬо=-0.312, р<0.05), но корреляция с абсолютной ее длительностью не достигает уровня достоверности, в тоже время положительно коррелирует с абсолютной длительностью дельта-сна (гЬо=0.314, р<0.05), но не его процентом от общей продолжительности сна. Выявлена отрицательная корреляция балла тревоги с количеством сегментов за 1 час сна (гЬо=-0.336, р<0.05).

Таким образом, выявлена взаимосвязь большего уровня неосознаваемой тревоги с низким качеством сна (длиннее засыпание, больше пробуждений и меньше эффективность сна), описанные у больных с тревожными нарушениями и хронической бессонницей. В тоже время меньшее число переходов между стадиями сна (количество сегментов) говорит о меньшей его фрагментации. Выявленная ассоциация большей тревоги с большей продолжительностью дельта-сна демонстрирует отличия участников эксперимента от описанных групп пациентов (Ковров Г.В., 2000).

Корреляции сна и показателен коммуникации

Для анализа использованы данные контент-анализа письменных сообщений членов экипажа за 1 месяц до проведения полисомнографии (И =

43). Число писем, слов и букв в них, а также абсолютное количество слов категорий «время» и «негативизм» положительно коррелировало с эффективностью сна (на уровне тенденции), показателем скорости углубления сна — латенцией дельта-сна и процентом 2 стадии от общей продолжительности сна, но не с абсолютной длительностью 2 стадии. Помимо этого число писем и количество слов из категории потребностей и времени положительно коррелировали с индексом реакций ЭЭГ-активаций (тенденция). Процент слов категории «время» и «негативизм» также положительно коррелирует с эффективностью сна и латенцией дельта-сна. Интересным представляется и отрицательная корреляция латенции сна с этими категориями, а времени в кровати с процентом слов категории потребностей, взаимодействия и негативизма.

Полученные данные свидетельствуют о том, что чем меньше была письменная речевая продукция члена экипажа, особенно в категории «время» и «негативизм», тем хуже был его сон. Это согласуется с ранее полученными данными, о связи меньшего объема коммуникации с худшим психофизиологическим состоянием (Швед Д.С. и соавт., 2011).

Изменения структуры ночного сна в зависимости от индивидуальных стратегий адаптации к стрессогенным условиям

При сравнении динамики параметров ночного сна между группами с «контрольно-сторожевой» (группа I) и «поисково-исследовательской» (группа II) стратегией адаптации к стресогенным условиям было выявлено статистически значимое различие по эффективности сна, индексу реакций ЭЭГ-активаций и количеству сегментов за 1 час сна.

Оба минимума эффективности сна и пика латенции сна накануне значимых событий (П2 и П4) присутствовали в динамики группы I, в то время как сон испытателей из группы II реагировал только на более продолжительное и личностно-значимое событие — окончание эксперимента (П4) (Рис. 7 А и Б).

Это свидетельствует о большей вероятности снижения качества ночного сна у представителей первой группы, которые постоянно находятся в состоянии повышенной мобилизации.

В противоположность эффективности сна, показатели микропробуждений и сегментарной сна нарушались в большей степени у группы II (Рис. 7Д и 7Е). Индекс реакций ЭЭГ-активаций и количество сегментов за 1 час сна отражают фрагментированность сна. У обследуемых с «контрольно-сторожевой» стратегией оба этих показателя оставались примерно на том же уровне в течение эксперимента и даже несколько снижались во второй половине эксперимента. А у группы II наблюдалось статистически значимое нарастание количества сегментов во время изоляции по сравнению с фоном, а также не достигающее уровня статистической значимости нарастание индекса активаций в преддверии «высадки» на Марс и окончания эксперимента. То есть у группы II отмечалось нарастание нестабильности ночного сна в период изоляции, особенно выраженное накануне значимых событий.

Хотя статистические тесты и не выявляют значимых различий в динамике представленности стадий между группами, хотелось бы отметить, что процент дельта-сна был примерно на одинаковом уровне во время фоновой регистрации, а в течение изоляции имел различную динамику: практически не изменяясь у группы II, средняя представленность дельта-сна увеличивалась у I группы, превышая нормативные показатели (20-25%) (см. Рис. 7В).

ж т п* т ш -<:*■*> я? щ ш т т шт

Рисунок 7 - Параметры структуры ночного сна испытаталей с «контрольно-сторожевой» (пунктирная линия, 1) и «поисково-исследовательской» (сплошная линия, 2) стратегией адаптации к стресогенным условиям.

На графике представлены средние показатели по группе.

Индивидуальные особенности. При анализе динамики показателей ночного сна отдельных участников эксперимента выявлено, что в группе с «контрольно-сторожевой» стратегией адаптации был один обследуемый (D), отличавшийся стабильно короткой латенцией сна и высокой эффективностью сна (см. Рис. 8). Необходимо подчеркнуть, что такой стабильностью показателей он отличался от всех остальных участников эксперимента, а не только от представителей группы I. Подобная картина наблюдалась у D и при выполнении сложной операторской деятельности. Вероятно, это обусловлено индивидуальными особенностями процессов саморегуляции,

обеспечивающими успешную адаптацию к стрессорным условиям длительной изоляции и мобилизацию, достаточную для выполнения поставленных задач, что подтверждают результаты выполнения им методик VIRTU и «Зеркальный координограф» (Виноходова А.Г. и соавт., 2013; Дудукин A.B. и соавт., 2013).

Б Л к ;j\ /Д\\

( Д 1 ,, 1 \ t /Л\\ ' / // \\\

/ / ; J \ / // ^ \ 1 \ \ \ 1/ »s V

¡л Ь ьГ/ / i / -4 г-f—- Г- " - «• 1' % ж

Щ К-* \ ■ а... в ""•«■■"............4

*> m т sn

я» ГО ГЙ да m

Рисунок 7 - Показатели структуры ночного сна отдельно по каждому испытателю. Обозначения: 1 - испытатель А, 2 - испытатель В, 3 - испытатель С, 4 - испытатель Э, 5 - испытатель Е, 6 -испытатель Р.

выводы

1. Несмотря на индивидуальные различия, общая тенденция в изменении ночного сна в условиях изоляции заключалась в снижении эффективности сна (с 93 до 79%) и удлинении засыпания (с 14 до 68 минут), что говорит об активном участии сомногенных механизмов при адаптации в условиях длительной изоляции.

2. Выявленные изменения имели нелинейную динамику, зафиксированы два пика наибольшего изменения ночного сна в периоды, предшествующие значимым событиям в ходе эксперимента: за 2 недели до начала симуляции высадки на Марс и за 1.5 месяца до окончания изоляции. Это предполагает наибольшую реактивность сомногенных систем именно в ситуации ожидания значимого события.

3. У лиц с «консервативно-сторожевой» стратегией адаптации выявлялись трудности засыпания в преддверии всех значимых событий, а у лиц с «поисково-исследовательской» стратегией - только накануне окончания эксперимента. Также у последних было отмечено увеличение количества реакций ЭЭГ-активаций и фрагментации сегментарной структуры. Эти факты указывают на важную роль стратегии адаптации в реакциях ночного сна на стрессогенные условия.

4. Больший уровень тревоги у членов экипажа был ассоциирован с низкой эффективностью сна и продолжительным засыпанием, но меньшим числом переходов из стадии в стадию (сон более стабилен), что является показателем сохранности механизмов регуляции сна.

5. Меньшая речевая продукция по данным контент-анализа письменных сообщений была ассоциирована с меньшей эффективностью, большей длительностью засыпания, но с меньшим количеством реакций ЭЭГ-активаций, что может служить косвенным признаком ухудшения качества ночного сна в целом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ Примечание: Русакова - девичья фамилия автора Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Г.В. Ковров, И.М. Русакова. С.Б. Шварков, С.И Посохов, С.С. Посохов, И.П.Пономарева. Особенности цикла «сон-бодрствование» в условиях 105-суточной изоляции// Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2010. - Т. 44. - № 4. - С. 23-27.

2. Ковров Г.В., Посохов С.И., Посохов С.С., Завалко И.М.. Пономарева И.П. Нестабильность структуры сна у здоровых мужчин в условиях 105-суточной изоляции - эксперимент «Марс-105»// Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. - 2013. - Т. 63. -№ 1. - С. 135-140.

3. Завалко И.М., Рассказова Е.И., Гордеев С.А., Палатов С.Ю., Ковров Г.В. Влияние длительной изоляции и ожидания значимого события на сон человека: результаты проекта «Марс-520»// Физиология человека. - 2013. - Т. 39. - №6. -С. 1-8.

4. Завалко И.М.. Боритко Я.С., Ковров Г.В. и др. Изменение структуры ночного сна в зависимости от индивидуальных стратегий адаптации к условиям длительной изоляции// Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2014. - Т. 48. -№1. —С. 27-39.

Публикации в других изданиях и материалы конференций

1. Ковров Г.В., Пономарева И.П., Русакова И.М.. Шварков С.Б., Посохов С.И., Посохов С.С. Нарушения ночного сна под влиянием стресса в экспериментальных условиях моделирования длительных космических полетов// Материалы VII Всероссийской конференции «Актуальные проблемы сомнологии». - Москва, 2010. - С. 35.

2. Русакова И.М.. Ковров Г.В., Посохов С.И., Гордеев С.А. Изменения цикла «сон-бодрствование» в условиях хронического стресса (105-суточная

изоляция)// Материалы VI российской (с международным участием) молодежной школы-конференции «Сон — окно в мир бодрствования». —М., 2011. - С.96-97.

3. Rusakova I.. Posohov S.I., Posohov S.S., Kovrov G.V. Sleep changes under condition of chronic stress// Journal of Sleep Research. - 2012. - Vol. 21. - Suppl. 1. -P.22.

4. Zavalko I.M.. Rasskazova E.I., Kovrov G.V. Effects of anticipation of a significant event on sleep during long-term isolation// Sleep Medicine. - 2013 - Vol. 14. — Suppl.-P.e313-e314.

5. Завалко И.М.. Рассказова Е.И., Ковров Г.В. Влияние ожидания значимых событий на сон человека в условиях моделирования межпланетного полета// Материалы VII Международной школы-конференции «Сон — окно в мир бодрствования». - Ростов-на-Дону, 2013. - С. 82-83.

6. Завалко И.М., Рассказова Е.И., Ковров Г.В. Изменения структуры ночного сна человека в условиях хронического стресса// Материалы III научно-практической конференции неврологов ФМБА России «Инновационные направления диагностики и лечения неврологических заболеваний». -М., 2013. -С. 115-6.

7. Завалко И.М.. Ковров Г.В., Боритко Я.С., Виноходова А.Г. Взаимосвязь изменения ночного сна и способности к саморегуляции в условиях сверхдлительной изоляции// Авиакосмическая и экологическая медицина. -2013.-Т. 47,-№4.-С. 60-1.

Подписано в печать 17.04.2014 г. Формат 84x60/16. Бумага офсетная №1. Печ. л. 1,5. Тираж 120 экз. Заказ № 112

Отпечатано с готовых файлов заказчика в ООО «Типография» Славянская лавка».