主持人：大家好，歡迎繼續(xù)關(guān)注神舟九號任務(wù)技術(shù)講堂節(jié)目。隨著神舟九號與天宮一號的順利對接，航天員已經(jīng)成功進(jìn)入天宮一號，并開始進(jìn)行各項(xiàng)空間實(shí)驗(yàn)。古人有詩云“我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒”。相信此刻大家最為關(guān)心的就是三位航天員在天宮中是如何工作與生活的。本期技術(shù)講堂我們特別請到了載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師、航天醫(yī)學(xué)專家李瑩輝，請她為我們大家來解讀一下航天員在天宮一號中開展空間實(shí)驗(yàn)的有關(guān)情況。李副總您好。

李瑩輝：您好。

主持人：首先請您給我們介紹一下，此次神舟九號與天宮一號對接后，三位航天員在天宮一號內(nèi)主要進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)操作呢？

李瑩輝：主要是圍繞著人的長期在軌駐留，以航天員的健康保障能力為核心，開展了航天健康監(jiān)測檢測技術(shù)，失重生理效應(yīng)與機(jī)制，以及失重防護(hù)還有醫(yī)學(xué)、功效學(xué)，評價技術(shù)研究。

主持人：您能具體給我們介紹一下嗎？

李瑩輝：因?yàn)槲覀冞@次開展的實(shí)驗(yàn)還是有十幾項(xiàng)，我們簡單介紹幾項(xiàng)。這些實(shí)驗(yàn)是要分成三類，一類是圍繞失重條件下人的影響和變化開展的。主要是我們開展了失重對心血管功能的影響，失重對前庭功能的影響和失重對腦功能的影響，這是我們開展的一類實(shí)驗(yàn)，大家可以看到他們航天員頭上戴的天機(jī)帽，做的實(shí)驗(yàn)就是這一類。

第二類實(shí)驗(yàn)是我們?yōu)榱双@得人體的一些參數(shù)，比如說我們在空間整個任務(wù)期間，我們?nèi)说馁|(zhì)量變化，在地面上我們大家都叫重量變化。到了空間因?yàn)闆]有重量了，我們不叫它重量，而叫質(zhì)量。大家也看到我們質(zhì)量測量儀，實(shí)際它的原理是基于牛頓定律，F(xiàn)=Ma，恒力等于質(zhì)量乘以加速度。我們質(zhì)量儀基于這樣的原理設(shè)計的，通過把質(zhì)量儀的拉桿拉出來，測質(zhì)量儀的時候大家也看到，我們?nèi)耸窃诶瓧U上，讓拉桿在拉桿回去，通過恒力和拉桿回去的加速度我們算出人的質(zhì)量，這是第二類的實(shí)驗(yàn)。

主持人：這也就是說在太空中稱體重。

李瑩輝：對，大家都很關(guān)心的在太空中稱體重，但是我們還是叫它質(zhì)量。第三類實(shí)驗(yàn)就是和我們的比如說我們藥代動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)，大家都知道在地面條件下，我們吃藥有的藥是一天兩次，或者有的一天三次。這個給藥的兩次和三次，是基于藥代動力學(xué)的特點(diǎn)來設(shè)計的，到了太空中，由于失重對人的影響，它的藥代動力學(xué)是會有所變化的，所以在這里面我們就設(shè)計了一個實(shí)驗(yàn)，通過給他服入藥物，來通過測量他唾液中藥物的濃度變化，來看它的藥代動力學(xué)的規(guī)律，將來指導(dǎo)我們的用藥。

還有一類我們是面向長期失重開展的失重防護(hù)技術(shù)研究，比如說長期失重中有空間骨丟失的問題，所以我們就設(shè)計了空間骨丟失防護(hù)技術(shù)研究。主要是基于直接力刺激對于我們骨細(xì)胞的，直接力刺激的影響來實(shí)現(xiàn)防護(hù)對抗的目的。當(dāng)然我們也會較之其然，之其所以然，在一些咱們實(shí)驗(yàn)里面還是設(shè)計了一些失重生理效應(yīng)機(jī)制學(xué)的研究，比如說我們細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過在軌的失重條件下觀察和骨相關(guān)的細(xì)胞變化特征，包括它的基因表達(dá)的影響，來看失重為什么會導(dǎo)致骨丟失。

主持人：李副總我們知道，相比神五和神七的前三次載人航天飛行任務(wù)，神九的時間最長，最為航天醫(yī)學(xué)專家，您作為關(guān)注的核心問題是什么？

李瑩輝：當(dāng)然是失重生理效應(yīng)了，因?yàn)槲覀內(nèi)梭w的各種結(jié)構(gòu)和它的功能都是在適應(yīng)地球上這種1G重力條件下形成的。它在對于各個生理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、反饋也是適應(yīng)地球1G重力條件下形成的。但是你當(dāng)進(jìn)入太空以后，馬上進(jìn)入到一個失重環(huán)境里面，那么在地球1G重力條件下建立起來的這種固有的，神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)，以及我們各個生理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都會發(fā)生紊亂。就會產(chǎn)生一系列的生理變化，當(dāng)然這些變化都是一些適應(yīng)性的變化，它不是病。所以我們一直叫它失重生理效應(yīng)，當(dāng)生物機(jī)體走入另一個環(huán)境里頭以后，對另一個不同的環(huán)境的一個快速適應(yīng)。所以面對咱們13天的飛行，主要處于一個急性適應(yīng)期，它有這樣一些表現(xiàn)。一個表現(xiàn)就是我們體液頭像分布。這個體液頭像分布，咱們在地球上我們每個人處于站立他機(jī)體的身體里邊，在不同的高度，它里邊我們要有一個專業(yè)叫流體靜脈壓。它的壓力是不一樣的，比如說我們以心臟為100為例，頭部的壓力可能大概就是70毫米汞柱，腳底大概是200毫米汞柱，到失重條件下這種壓差就沒有了，沒有重力了就沒有壓差了，這個時候我們就發(fā)生一些體液向頭面部快速轉(zhuǎn)移，形成大家就看到面色發(fā)紅，好像紅光滿面，而且比較飽滿，比較充盈。

同時它會伴隨的還有一些鼻塞，還有頭痛的感覺。這是我們進(jìn)入太空后的一個體液的頭向轉(zhuǎn)移。

另外我們在地球上，大家都知道我們會保持平衡，這種平衡是和我們耳朵里面，內(nèi)耳里面有一個結(jié)構(gòu)叫前庭它是密切相關(guān)的。前庭里面有耳石，它可以感覺受到本體感覺的變化。當(dāng)?shù)绞е貤l件下以后，這個來自重力條件的沖動，神經(jīng)沖動就沒有了，這時候就會導(dǎo)致前庭功能的紊亂，就是我們常說的可能會誘發(fā)空間運(yùn)動病，這個時候大家就會關(guān)心是不是會發(fā)生頭暈、惡心，嚴(yán)重的嘔吐，這是進(jìn)入軌道以后首發(fā)的兩種問題。

隨著時間的延長，可能會有心血管的問題，心血管功能的降低和肌肉力量的降低，對于13天來說，肌肉萎縮不會很嚴(yán)重，但是它會有肌肉力量的降低。大家?？吹降奈覀?nèi)硕荚诳臻g上，這三位航天員都是飄著的，從剛進(jìn)艙到現(xiàn)在活動都是以飄浮的形式，來運(yùn)動。這個時候肌肉是不吃力的，不像在地球上你做任何一個動作，舉手投足你的肌肉，有的肌肉收縮，有的肌肉是舒張，都會有這樣的肌肉力量受到刺激。到微重力條件下，這部分刺激就消失了，所以會出現(xiàn)一部分肌肉萎縮的問題。

同時由于肌肉力量消失，而且我們的運(yùn)動負(fù)荷也減少，心血管的功能也是會下降的。還有一個問題，經(jīng)歷了短暫的十幾天的飛行，我們還非常關(guān)心的，他從剛剛適應(yīng)了微重力的條件，馬上要返回到地球，這時候它有一個重力的再適應(yīng)。重力的再適應(yīng)實(shí)際上也是反映的是一個心血管條件的問題，這次的任務(wù)中我們主要圍繞著這幾大問題開展我們失重生理效應(yīng)防護(hù)。

主持人：看來失重環(huán)境令航天員的健康面臨巨大挑戰(zhàn)。請李副總給我們詳細(xì)介紹一下，為了保障航天員健康高效的工作和生活，主要采取了哪些防護(hù)手段呢？

李瑩輝：這次防護(hù)手段主要是針對他十幾天出現(xiàn)的生理效應(yīng)，這些生理效應(yīng)都是一個適應(yīng)性的變化。我們主要是第一個，我們使用了套袋，這個套袋主要加在，我們用專業(yè)的話說是下肢近心端放在大腿的根部，給他實(shí)行一定的壓力。這樣阻止他下肢靜脈的血液快速向上體轉(zhuǎn)移，來減緩急性適應(yīng)期的作用，這是一方面。另外為了維持他的運(yùn)動能力和他的心肺功能，我們有一個自行車功量計，大家都看到在軌騎自行車。

主持人：劉洋那天騎的非常自如。

李瑩輝：劉洋非常漂亮，非常瀟灑的進(jìn)行自行車功量計的鍛煉。給她一定的符合，保持他的心肺功能和他的肌肉力量。另外我們針對肌肉在他受到刺激力的刺激減少，有企鵝服，這個企鵝服主要是在衣服的夾層里有很多彈性袋，因?yàn)槭е貤l件下，大家看到它是飄浮著走。肌肉是不受力的，我們認(rèn)為的給他增加一些彈性袋，他做每一個動作的時候，必須要克服彈性袋的阻力，才能把這個動作做到位，這時候給他一些肌肉刺激，維持他肌肉的結(jié)構(gòu)和他肌肉的功能。

另外我們還有一個下體負(fù)壓桶，現(xiàn)在可能還沒看到，明后天我們還就會用。這個下體負(fù)壓桶主要是針對體液的頭向分布，我們用一個桶，讓下半身在桶里面抽負(fù)壓，把這個向頭面部分布的血液通過負(fù)壓吸引回到下半身，通過這樣的一些刺激，來調(diào)節(jié)他的心血管功能。體液頭向分布，壓力把它吸回來，再往上走，沒有壓力又上去，這樣反復(fù)刺激心血管調(diào)節(jié)，增加心血管適應(yīng)性。

再有就是拉力器，因?yàn)樯咸煲院笫е匦?yīng)會導(dǎo)致背部肌肉和上肢不舒服，我們針對他的力量設(shè)計拉力帶，主要是通過壓力動作，增加背部和上肢的力量。因?yàn)槲覀兒教靻T上去經(jīng)常會反映背疼，這個動作可以有效地緩解這樣的現(xiàn)象。

主持人：相信有了這一系列防護(hù)手段，航天員一定能夠在軌健康高效的工作與生活。聽說航天員在空間也會玩一些小游戲，請問這些游戲也屬于航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的一部分嗎？

李瑩輝：其實(shí)看似是一些游戲，實(shí)際上是在進(jìn)行心理和認(rèn)知方面的實(shí)驗(yàn)研究。大家看到，比如說我們通過顏色的偏好和圖形的選擇，就可以判斷對于在軌的情緒進(jìn)行評價，這是一個很專業(yè)的心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)，還有一些點(diǎn)陣的圖，通過點(diǎn)陣的視頻圖可以判斷本體的人是正位還是頭朝下，還有他的運(yùn)動方向，這個是對瞬間的知覺影像的一個研究，我們也叫運(yùn)動知覺能力的研究。

另外還有通過形象的吹氣球的實(shí)驗(yàn)，這個氣球既要吹的比較大，吹的越大得分越高，但是又不能吹破，這樣的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行人的風(fēng)險決策的判斷。還有一類比如說我們目標(biāo)跟蹤實(shí)驗(yàn)，那個實(shí)驗(yàn)主要是前面有一個靶子，你看到這個靶子的時候，你要很好地手上要有反映，這時候判斷在失重條件下對于目標(biāo)的識別，和手眼精確的跟蹤能力。所以大家看到的類似是一些游戲，實(shí)際上都是進(jìn)行一些認(rèn)知方面的研究。
主持人：航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的廣泛開展，未來是否也將有益于普通民眾的身體健康呢？

李瑩輝：我們想會有的，對于在微重力條件下，人的一些適應(yīng)反映的認(rèn)識，人的生理現(xiàn)象的一些深刻認(rèn)識，對于接受我們地面的一些，比如說我們在不同重力條件下，對于心血管調(diào)節(jié)的影響的研究，將來對我們地面的這種高血壓的發(fā)生機(jī)制，會有一些幫助。包括我們在軌的空間骨丟失的研究，去認(rèn)識為什么會發(fā)生骨丟失。在骨丟失過程中，他的調(diào)控機(jī)制，影響因素，對我們地面的退行性的骨質(zhì)疏松也是會有幫助的。另外在天上形成的一些防護(hù)鍛煉措施，比如說我們針對肌肉萎縮發(fā)展的一些肌肉力量的練習(xí)，包括器械，包括方法對于地面的長期臥床病人，或者是一些肌肉功能上有問題的病人都會有一些幫助作用。

主持人：好的，感謝您的精彩解讀。人類飛向太空的道路是一個漫長的科學(xué)探索征途。其中踏出的每一步，都源于對科學(xué)和自然的好奇與熱愛。隨著航天器的不斷發(fā)展和完善，航天員在太空的探索腳步也越走越遠(yuǎn)，逐漸形成空間科學(xué)研究體系，載人航天與科學(xué)研究的完美結(jié)合，拓寬了人類延伸夢想的領(lǐng)域。其前景令人歡欣鼓舞，感謝您收看本期節(jié)目，我們下期再見。

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