В основу космічної біології та медицини покладено багато медико-біологічних та соціально-психологічних дисциплін. Перше місце серед них зайняла авіаційна медицина, прямим нащадком якої є космічна медицина. З тих пір космічна біологія і медицина своїми дослідженнями допомагають в розвитку галузям знань, що взяли участь в її формуванні і надають їм унікальні умови для досліджень, що відкриває нові перспективи для важливих теоретичних узагальнень та нових ідей.

До теперішнього часу космічна біологія та медицина остаточно сформувалися в самостійну дисципліну, що має свій теоретичний фундамент, свої методичні прийоми, свою систему понять і термінів.

В період, що передував польоту людини, була здійснена серія біологічних експериментів на борту космічних кораблів-супутників, що повертаються на Землю. Дослідження виконували на собаках, інших тваринах і багатьох біологічних об'єктах, що стоять на різних рівнях і лініях еволюційного розвитку. У такий спосіб були відпрацьовані системи життєзабезпечення, безпечного польоту і повернення на Землю, методики відбору і підготовки живих істот до польоту, медичного контролю і реєстрації фізіологічних функцій, а також наступного спостереження й аналізу результатів. Проведені експерименти показали можливість і безпеку польоту людини в космос.

Біологічні експерименти в космосі проводилися і в подальшому - на собаках (Вєтерок, Угольок), мавпах, різних біологічних об'єктах, що експонувалися на супутниках серії «Космос» – коли був потрібний фізіологічний аналіз проблем, що виникали. Однак питання працездатності людини в польоті, його адаптації до умов польоту, режимів праці і відпочинку, мір захисту від несприятливих факторів, підготовки і тренування, медичного контролю й обстеження в польоті, післяпольотного спостереження і реабілітації, а також космічної ергономіки й інженерної психології могли вирішуватися тільки в пілотованих польотах за участю космонавтів.

Слід зазначити, що й в подальшому медицина витримувала темп космічних досліджень, що задавався їй представниками техніки й іншими зацікавленими дисциплінами, забезпечувала оперативне рішення медико-біологічних проблем, що виникали. Використовуючи унікальні можливості, що відкриваються в зв'язку з дослідженням нових факторів, умов і підходів, космічна медицина поглиблювала пізнання фундаментальних основ біології і медицини, збагачувала клінічну медицину новими методичними прийомами, критеріями, цінними спостереженнями.

Варто зупинитися на деяких факторах і передумовах, що сприяли оперативному й успішному включенню медицини в космічні дослідження. Одним з таких факторів був солідний теоретичний фундамент біологічної і медичної науки, що опиралася на передові вчення і принципи класиків - В. І. Вернадського, І. П. Павлова, Л. А. Орбелі і багатьох інших. Адже ще в 1934 р. на конференції із вивчення стратосфери Л. А. Орбелі разом з іншими фахівцями сформулював основні біологічні і медичні проблеми освоєння верхніх шарів атмосфери і космічного простору, а в 1935 р. був здійснений експеримент із мухами-дрозофілами, що здійснили політ на стратостаті СРСР-1-біс до висоти 15900 м. Другим фактором був успішний розвиток у СРСР авіації і ракетної техніки, що привертало увагу біологів і медиків. Співробітництво з фахівцями авіакосмічної техніки виявилося надзвичайно корисним для біології і медицини, оскільки збагачувало її арсенал методичних прийомів, апаратури, технічних знань і забезпечувало той зв'язок із практикою, що дає можливість працювати синхронно з прогресом техніки, бачити і перевіряти на практиці правильність своїх теоретичних напрацювань. Третій фактор – методичний арсенал і досвід, накопичений авіаційною медициною, що дозволили вже із самого початку 50-х років нашого сторіччя проводити систематичні експерименти із собаками на геофізичних ракетах.

Тільки космічні польоти відкрили можливість дослідження такої проблеми як вплив різних ступенів гравітації (від невагомості до підвищеної) на індивідуальний та еволюційний розвиток організмів, тобто роль гравітації як фактора еволюції. В теперішній час гравітаційна біологія отримала значний розвиток.

Нові, незвичайні, в багатьох випадках вкрай несприятливі для живих організмів фактори космічного середовища і космічного польоту послужили поштовхом для вивчення так званих екстремальних факторів.

Великий розвиток отримали виявлені космічною медициною проблеми гіподинамії і гіпокінезії, обумовлені невагомістю і обмеженими можливостями для активної м'язової діяльності і рухливості людей в умовах космічного польоту.

Динаміка процесу адаптації організму (adaptation of organism) людини (зокрема, серцево-судинної системи) до умов тривалої невагомості і, що ще складніше для організму, його реадаптації до земної гравітації після закінчення польоту потребувала довгого, інтенсивного і поглибленого вивчення спеціалістами космічної медицини в співпраці з провідними спеціалістами вітчизняної фізіології, патофізіології і клініки. Причому для вирішення цієї проблеми питання ставиться значно ширше. Що таке адаптація? Які її межі в різних системах організму? Якою ціною для організму вона досягається? На скільки кінцева і стабільна ця адаптація? Наскільки вона зворотна після повернення до земних умов? Які можливості повної реабілітації організму? Природно, що в такій загальномедичній і фізіологічній постановці проблема набуває особливої актуальності.

Великий досвід накопичений космічною медициною в створенні автономних систем життєзабезпечення в герметично замкнених об'ємах. Причому залежно від типу і тривалості польотів в основу цих систем можуть бути покладені різні принципи.

При створенні космічної техніки прискіпливо враховувались психофізіологічні можливості людини та її фізіолого-гігієнічні потреби. В створенні космічних літальних апаратів, систем життєзабезпечення, органів керування і систем індикації поряд з інженерами-конструкторами брали участь медики, психологи і самі космонавти.

Цей прогресивний ергономічний принцип медичного і психологічного супроводу нової техніки створив позитивний вплив на розвиток космічної медицини і поставив її в становище одного з лідерів в прогресі ергономіки та інженерної психології. Так званий принцип інженерно-психологічного проектування обумовлює істотне підвищення адекватності кабіни, робочого місця і навколишнього середовища, а також систем індикації і керування психофізіологічними характеристиками і можливостями членів екіпажу, професійним задачам, що стоять перед ними.

Нові методи дослідження і досконала апаратура, що створюються в інтересах космічної медицини, знаходять широке застосування в охороні здоров'я, фізіології праці і спорту. Так, на основі сучасної радіоелектроніки створена портативна багатоканальна апаратура, що забезпечує одночасну реєстрацію ряду фізіологічних параметрів в зіставленому вигляді для інтегральної оцінки стану організму і окремих його органів і систем. Разом зі спеціальними пристроями ця апаратура дозволяє автоматично здійснювати реєстрацію стану обстежуваних людей на відстані в умовах трудової діяльності, не завдаючи їм суттєвих незручностей.

Розроблений космічною медициною спосіб накладання від'ємного тиску на нижню половину тіла (із застосуванням вакуумної ємності) отримав подальший розвиток як досить чутливий метод дозованого функціонального навантаження на серцево-судинну систему.

Вдосконалені методи об'ємної осцилографії, які дозволяють дослідити просвічування судин навіть в умовах перешкод, а також методи плетизмографії, балістокардіографії, сейсмокардіографії. Отримала розповсюдження діагностична ультразвукова допплер-кардіографія, яка дозволяє досліджувати м'язові структури і клапани серця, визначати функціональний стан і індивідуальні особливості коронарного кровообігу, оцінювати зміну серцевого викиду.

Перший рівень - предметно-функціональний, при якому медичні дослідження направлені на забезпечення безпеки людини в кабіні літального апарата. Однак в теперішній час авіаційна медицина повинна прикласти більш цілеспрямовані зусилля з метою підвищення ефективності і надійності системи "людина – літальний апарат – середовище" і формування другого рівня забезпечення безпеки польотів – системно-цільового, на якому медичні дослідження направлені на забезпечення безпеки людини в процесі виконання польотного завдання. Методологічною основою медичних досліджень на цьому рівні є системний аналіз. Виходячи з цього, умови діяльності членів екіпажу або, як прийнято говорити, середовище мешкання набувають нового змісту, суть якого полягає в тому, що фізіолого-гігієнічні умови в кабіні літального апарата, життєдіяльність організму і, нарешті, працездатність людини включаються в загальну систему "льотчик – літак – середовище". Таке ставлення до умов діяльності дає чітку орієнтацію, що надійність системи "льотчик – літак – середовище" визначається як імовірність досягнення заданого результату без шкоди для здоров'я і життя людини при збереженні літального апарата.

Очевидно, саме запізніла переорієнтація наукового мислення на системний аналіз людської діяльності при керуванні літальним апаратом привела до того, що технічний прогрес в авіації "узаконив" машиноцентричний підхід (від машини до людини). В результаті сформувався стійкий стереотип мислення.

Особливості другого рівня медичного забезпечення безпеки польоту в авіаційній медицині можна проілюструвати на прикладі використання концепції про особистий ОФ (PF) і людський фактори. Тут потрібно відмітити, що другий рівень, хоча він і обумовлений, швидше за все, впливом нових напрямків в авіаційній медицині (психофізіології, інженерної психології), передбачає насамперед збереження здоров'я з умовою, що категорія "здоров'я" об'єднується з категорією "діяльність" і обидві вони входять в інтегральний показник "надійності людського фактора". Мова йде про здоров'я людини як про складову частину, що характеризує результативність праці. Така постановка питання потребує нової орієнтації не тільки щодо збереження здоров'я як такого, але і участі в формуванні інтегральної якості авіаторів – професійної надійності. Професійна надійність льотчика передбачає певний зв'язок між станом здоров'я і резервними можливостями організму. Звичайно зниження професійної надійності визначають поняттям "особистий фактор", тобто коли відхилення в стані здоров'я чи відсутність необхідних здатностей пов'язували з причиною аварії.

Відомо, що поняття "особистий фактор" було введено в медичну практику як критерій, що визначає придатність людини (насамперед всього її здоров'я) до професійної діяльності – польоту. Спочатку поняття "особистий фактор" застосовували тільки в медицині, оскільки мова йшла про професійну придатність людини. Людина могла бути практично здоровою, але не мати здоров'я для опанування льотної професії. Далі "особистий фактор" набув статусу пояснювального принципу причинності другого явища – аварійності, тобто помилок, наслідком яких були поломки, аварії і навіть катастрофи. І на цьому етапі в авіаційній медицині стали використовувати зміст поняття "особистий фактор" як методологічний напрямок в пошуку і встановленні тих нозологічних форм, індивідуально-психологічних рис особистості і функціональних станів, які являли загрозу для безпеки польоту.

Категорія "здоров'я" набула особливого значення в соціальній системі відповідальності за безпеку польоту. Звідси і виникла сувора, впорядкована, обґрунтована практикою медична система відбору, динамічного спостереження, експертизи і ті наукові напрямки, які забезпечували цю систему.

Проте авіаційний лікар, забезпечуючи збереження і підтримання професійної надійності авіаторів, повинен пов'язувати поняття "особистий фактор" з професійним здоров'ям (professional health) . В цьому полягає суть вказаного вище першого положення. Необхідно конкретизувати поняття "професійне здоров'я" і ті науково-практичні дослідження, які з нього випливають.

Отже, професійне здоров'я – це властивість організму зберігати задані компенсаторні і захисні механізми, які забезпечують працездатність в усіх умовах, в яких протікає професійна діяльність.

Арсенал засобів авіаційної медицини поповнюється спеціальними моделювальними комплексами, що дозволяють проводити пошукові дослідження. Змодельовані нові умови праці сприяють розвитку нових методів клініко-фізіологічної оцінки працездатності, засобів психофізіологічної реабілітації. Але головним є можливість за допомогою моделювання (проектування) майбутньої діяльності створювати умови, що запобігають помилкам людини в системі керування. Є клас помилок, коли екіпаж виступає лише носієм загрози безпеки польоту, а безпосереднім джерелом є обставини, які далеко не завжди залежать від нього. Мова йде не про незручність чи антропометричний дискомфорт, а про те, що не завжди враховуються психофізіологічні закони психомоторної діяльності при взаємодії з технікою. До них можна віднести домінантний стан, орієнтовно-дослідницький рефлекс, почуття часу, рефлекс мети, диференційне гальмування, зорово-вестибулярні ілюзії, пізні рефлекси і ряд інших. Усе перераховане вище є базовою еволюційною характеристикою людини. І якщо задача, яку вирішує екіпаж, вступає в протиріччя з цими законами, то з'являються передумови до ненадійних дій. Якщо, наприклад, під час керування літаком виникають кутові прискорення більше 12 град/с², то пізні рефлекси незалежно від волі і свідомості людини викликають рух тіла і кінцівок у протилежну від діючого прискорення сторону. У польоті це може виразитися в русі ручки керування убік, тоді як за інструкцією потрібен рух униз для зменшення кута атаки, чи в мимовільному русі ногами, що призведе до ковзання літака і, отже, до помилки в пілотуванні.

Таким чином, концепція людського фактора дозволяє зробити висновки, що категорія помилки включена в систему діяльності людини. Отже, помилка виступає як інтегральна властивість, що характеризує взаємодію людино-машинної системи, і є початковою, а не кінцевою ланкою в причинно-наслідкових відносинах у розвитку льотної події. Концепція людського фактора націлює авіаційну медицину на встановлення зв'язків між фізіолого-гігієнічними умовами праці і працездатністю членів екіпажа. Вважається, що система впроваджень медичних рекомендацій буде більш оперативною й ефективною, якщо частина помилок буде відноситися до розділу людського фактора. Це означає, що на фоні професійної підготовленості, професійного здоров'я і дисциплінованості людина може помилятися через невиконання яких-небудь санітарних, гігієнічних, психофізіологічних вимог до умов і засобів професійної праці.

Така постановка питання вимагає доповнити існуючі системи об'єктивного контролю засобами, що реєструють величину і час впливу шуму, вібрації, температури, газового складу кабіни і т. д. Тільки в цьому випадку можна буде диференціювати причини помилок, що виникають унаслідок недостатньої професійної підготовленості чи через перевищення людських можливостей. Концепція людського фактора в авіаційній медицині дає деякою мірою нову орієнтацію на використання досягнень технічного прогресу в інтересах безпеки людини. Мова йде про те, що в сучасних бортових обчислювальних комплексах варто передбачити і «модуль людини», що буде являти собою біотехнічну систему регуляції середовища існування в кабіні літального апарата з автоматичним виходом на засоби захисту, а у випадку їхньої відсутності – на сигнальні пристрої.

Багаторічний досвід застосування професійного відбору в промисловості різних країн показав, що його ефективність є досить високою, а саме – відсів «непридатних» у процесі навчання зменшується з 30-40% до 5-8%, при цьому витрати на навчання знижуються на 30-40%. На ті ж 30-40% зменшується аварійність з вини персоналу [Решетников М. М., 1987].

Серед існуючої сьогодні апаратури і методів доцільно виділити такі: комплекс АПК-8 – для оцінки фізіологічного, психофізіологічного стану за методами кардіоінтервалографії, зорово-моторної реакції, тестами Спілберга і "Міні-Мульт"; комплекс АРМ психолога, що використовує 76 психологічних тестів, у т.ч. тест Люшера й інші; набір окремих приладів фірми «Структура» (Угорщина), що включають у себе треморометр, стабілограф, пристрій для координації рухів і інші. Даний перелік можна продовжувати досить довго, але і наведеного досить, щоб визначити їхні недоліки:

1. Для забезпечення повного циклу "відбір, контроль і оцінка, прогнозування, корекція і реабілітація стану льотчика" сьогодні не існує єдиного апаратно-програмного комплексу, а використовується набір окремих комплексів і приладів, кожний з який функціонує у своєму інформаційному просторі, що істотно погіршує об'єктивність і своєчасність одержання оцінок і прогнозів; потребує значної кількості апаратури, значних витрат часу й обслуговуючого персоналу.

2. Відсутні єдині методологічні підходи для оцінки фізіологічного, психофізіологічного і психічного стану льотчиків, уніфіковані моделі й алгоритми.

3. Застосовувані тести не завжди адаптовані до вирішення необхідного класу задач, що вносить серйозну похибку у кінцеву оцінку й ухвалення рішення і гальмує створення єдиного інтегрального критерію оцінки функціонального стану (індексу стану).

4. Практично відсутні чи відсутні на рівні дискусії питання формування індивідуального паспорта здоров'я льотчиків і членів їхніх родин.

Пропонований підхід до проблеми відбору, оцінки і прогнозування функціонально-професійної діяльності і створений на його основі апаратно-програмний психофізіологічний комплекс АППФК ( hardware-software complex physiological) дозволяють практично усунути наведені недоліки і забезпечити адекватну оцінку стану льотчиків.

Пропонований підхід базується на визначенні типу особистості і розумінні особливих шляхів, якими вона взаємодіє на ключові сфери життя людини: взаємини з навколишніми (психологічна сумісність у команді); особисте життя; робота (професіоналізм і надійність); імідж (впевненість у собі); емоції (емоційна стійкість); самовладання (впевненість у собі); спонукання і схильності (самовіддача); почуття реальності і духовності (самооцінка і спрямованість на досягнення мети) [Дж. Олдхэм та Л. Моррис, 1994 р.; С. М. Злепко, 2001 р.], на довідниках ДСМ-III, ДСМ-III-R, ДСМ-IV, ЕРЛ. Такий підхід дозволяє не тільки визначити психологічний тип особистості, але і виявити ймовірні розлади саме даного типу особистості. Введення в структуру фізіологічної компоненти підсилює мотивацію тестового, забезпечуючи об'єктивний контроль за достовірністю відповідей і підвищуючи загальну надійність і точність пропонованого підходу.

Запропонований підхід покладений в основу апаратно-програмного психофізіологічного комплексу, який містить у собі: блок керування, базовий тест, блок синхронізації, блок фізіологічного контролю, блок оцінки часу відповідних реакцій, блок обробки даних, блок прийняття рішень, блок аналізування відповідей, класифікатор типу особистості, блок виявлення розладів, бібліотеки додаткових тестів. Структурна схема АППФК наведена на рис. 7.2.

На рис. 7.2 подано алгоритм відбору, контролю і оцінки функціонального стану і класифікації льотчиків за напрямками професійної діяльності.

АППФК призначений для:

- психофізіологічного добору ПФД (PS) і тестування;

- визначення типу особистості з наступною класифікацією за напрямками роботи;

- оцінки рівня психологічної сумісності ППС (M) членів екіпажу;

- прогнозування поведінки льотчиків на різних рівнях функціонування (фізичного спокою, адаптивності, екстремальному і реабілітації) ;

- регулярного психофізіологічного контролю й оцінки функціонального стану;

- оптимізації процесу підготовки і розміщення кадрів та зниження фінансових витрат на нього;

- зменшень людських втрат у процесі професійної діяльності.

Контрольні запитання

1. В чому відмінності медичної апаратури для авіакосмічної медицини від наземної?

2. Сформулюйте перший і другий рівні медичних досліджень, направлених на безпеку пілота або космонавта.

3. Що таке «особистий фактор»?

4. Поясніть роботу АППФК.

5. Наведіть алгоритм відбору і оцінки ФС льотчиків і космонавтів.

ЗМІСТ